Факультет

Студентам

Посетителям

Тепловые свойства древесины

Теплоемкость. Показателем способности древесины аккумулировать теплоту является удельная теплоемкость с, представляющая собой количество теплоты, необходимое для того, чтобы нагреть 1 кг материала на 1 К (или на 1 °С). Удельная теплоемкость измеряется в кДж/(кг · °С).

Поскольку состав древесинного вещества у всех пород одинаков, удельная теплоемкость древесины не зависит от породы и при температуре 0 °С для абсолютно сухой древесины равна 1,55 кДж/(кг · °С). С повышением температуры удельная теплоемкость древесины несколько возрастает по линейному закону и при 100 °С увеличивается примерно на 25 %.

Значительно сильнее влияет на теплоемкость увлажнение древесины. Так, увеличение влажности древесины от 0 до 130 % приводит к повышению теплоемкости примерно в 2 раза.

Теплопроводность. Показателем интенсивности переноса теплоты в материале является коэффициент теплопроводности λ, который численно равен количеству теплоты, проходящей в единицу времени через стенку из древесины площадью 1 м2 и толщиной 1 м при разности температур на противоположных сторонах стенки в 1 °С. Коэффициент теплопроводности измеряется в Вт/(м · °С). Коэффициент λ повышается с увеличением плотности, влажности и положительной температуры (во влажной и сырой древесине); он примерно в 2 раза больше вдоль волокон, чем поперек, причем у пород с хорошо развитыми сердцевинными лучами в радиальном направлении λ несколько больше, чем в тангенциальном. При изменении плотности ρб от 350 до 600 кг/м3 λ возрастает в 1,8 раза. Чем выше ρб, тем сильнее ее влияние на теплопроводность древесины.

Температуропроводность. Показателем способности древесины выравнивать температуру является коэффициент температуропроводности а, м2/с, который представляет собой отношение коэффициента теплопроводности к теплоемкости единицы объема древесины.

Увеличение содержания связанной воды в древесине почти не отражается на коэффициенте температуропроводности, так как его значения у древесинного вещества и воды довольно близки. Однако повышение содержания свободной воды, у которой коэффициент а примерно в 100 раз меньше, чем у замещаемого ею воздуха в полостях клеток, приводит к резкому снижению температуропроводности древесины.

Тепловое расширение древесины. При нагревании твердых материалов, в том числе и древесины, происходит увеличение их объема. Коэффициент линейного теплового расширения а’ показывает на сколько изменяется единица длины тела при нагревании его на 1 °С. Наименьший а’ в направлении вдоль волокон; величина его для сухой древесины колеблется в пределах (2,5-5,4)∙10-6 1/°С. Тепловое расширение поперек волокон значительно больше (иногда в 10-15 раз), чем вдоль волокон, причем в тангенциальном направлении оно обычно в 1,5-1,8 раза выше, чем в радиальном. Коэффициент линейного расширения вдоль волокон древесины составляет 1/10-1/3 коэффициентов теплового расширения стекла, бетона и металлов. При нагревании влажной древесины одновременно происходит усушка, которая маскирует в десятки раз меньшее тепловое расширение древесины поперек волокон.

Показатели, характеризующие тепловые свойства древесины, используются для расчета процессов ее нагревания, сушки, оттаивания, замораживания, потерь теплоты через ограждения из древесины.