Равновесное содержание влаги

Содержание влаги, при котором материал не приобретает и не теряет влагу

Равновесная влажность древесины в зависимости от влажности и температуры согласно уравнению Хейлвуда-Хорробина.

Равновесное влагосодержание ( EMC ) гигроскопичного материала, окруженного хотя бы частично воздухом, — это влажность , при которой материал не приобретает и не теряет влагу. Значение EMC зависит от материала, а также относительной влажности и температуры воздуха, с которым он контактирует. Скорость, с которой он приближается, зависит от свойств материала, отношения площади поверхности к объему его формы и скорости, с которой влажность уносится или приближается к материалу (например, диффузия в неподвижном воздухе или конвекция в движущемся воздухе). Бизнес-презентация EMC

Равновесная влажность зерна

Содержание влаги в зернах является важным свойством при хранении продуктов питания. Содержание влаги, безопасное для длительного хранения, составляет 12% для кукурузы, сорго, риса и пшеницы и 11% для сои ^[1]

При постоянной относительной влажности воздуха ЭМС будет снижаться примерно на 0,5% при каждом повышении температуры воздуха на 10 °C. ^[2]

В следующей таблице показаны равновесия для ряда зерен (данные из ^[1] ). Эти значения являются лишь приблизительными, поскольку точные значения зависят от конкретного сорта зерна. ^[2]

Равновесная влажность древесины

Содержание влаги в древесине ниже точки насыщения волокон является функцией как относительной влажности , так и температуры окружающего воздуха. Содержание влаги ( M ) в древесине определяется как:

${\displaystyle M={\frac {m-m_{od}}{m_{od}}}}$

где m — масса древесины (с влажностью), а — масса древесины в сухом состоянии (т. е. без влаги). ^[3] Если древесину поместить в среду с определенной температурой и относительной влажностью, ее влажность, как правило, начнет меняться со временем, пока она, наконец, не придет в равновесие с окружающей средой, и влажность больше не будет меняться со временем. Эта влажность является ЭМС древесины для этой температуры и относительной влажности. ${\displaystyle m_{od}}$

Уравнение Хейлвуда-Хорробина для двух гидратов часто используется для аппроксимации связи между ЭМС, температурой ( T ) и относительной влажностью ( h ): ^{[4] [5] [6]}

${\displaystyle M_{\mathrm {eq} }={\frac {1800}{W}}\left[{\frac {kh}{1-kh}}\,+\,{\frac {k_{1}kh+2k_{1}k_{2}k^{2}h^{2}}{1+k_{1}kh+k_{1}k_{2}k^{2}h^{2}}}\right]}$

где M _eq — равновесное содержание влаги (в процентах), T — температура (в градусах Фаренгейта), h — относительная влажность (дробная) и:

${\displaystyle W=330+0.452\,T+0.00415\,T^{2}}$

${\displaystyle k=0.791+4.63\times 10^{-4}\,T-8.44\times 10^{-7}\,T^{2}}$

${\displaystyle k_{1}=6.34+7.75\times 10^{-4}\,T-9.35\times 10^{-5}\,T^{2}}$

${\displaystyle k_{2}=1.09+2.84\times 10^{-2}\,T-9.04\times 10^{-5}\,T^{2}}$

Это уравнение не учитывает небольшие изменения в зависимости от вида древесины, состояния механического напряжения и/или гистерезиса . Это эмпирическое соответствие табличным данным, представленным в той же ссылке, и близко соответствует табличным данным. Например, при T=140 градусов F, h=0,55, EMC=8,4% из приведенного выше уравнения, в то время как EMC=8,0% из табличных данных.

Равновесная влажность песков, грунтов и строительных материалов

Такие материалы, как камни, песок и керамика, считаются «сухими» и имеют гораздо более низкое равновесное содержание влаги, чем органические материалы, такие как дерево и кожа. ^[7] обычно доля процента по весу при равновесии воздуха с относительной влажностью от 10% до 90%. Это влияет на скорость, с которой здания должны высыхать после строительства, типичные цементы начинаются с 40-60% содержания воды. Это также важно для строительных материалов, таких как штукатурка, армированная органическими материалами, поскольку незначительные изменения в содержании различных типов соломы и древесной стружки оказывают значительное влияние на общее содержание влаги ^[8]

Ссылки

1. Sadakam, Samy Grain Drying Tools: Equilibrium Moisture Content Tables and Psychrometric Charts. Univ. Arkansas, FSA1074
2. FAO. 2011. Сельские структуры в тропиках. Проектирование и разработка. Глава 16: Сушка, обработка и хранение зерновых культур. Рим. http://www.fao.org/docrep/015/i2433e/i2433e10.pdf
3. Что такое равновесная влажность? http://www.wagnermeters.com/wood-moisture-meter/moisture-content-and-equilibrium-determined-by-relative-humidity/
4. Хейлвуд, А. Дж.; С. Хорробин (1946). «Поглощение воды полимерами: анализ в терминах простой модели». Trans. Faraday Soc . 42B : 84–102.
5. Расмуссен, Э. Ф. (1988). Лаборатория лесной продукции, Министерство сельского хозяйства США. (ред.). Руководство оператора сушильной камеры . Исследовательский совет по древесине твердых пород.
6. Элеотерио, Джексон Роберто; Кловис Роберто Хаселейн; Нестор Педро Джакомини. «Программа оценки равновесной влажности древесины» (PDF) . Сьенсия Флорестал . 8 (1): 13–22. дои : 10.5902/19805098347. ISSN  0103-9954. Архивировано из оригинала (PDF) 11 июля 2009 г. Проверено 14 ноября 2008 г.
7. Лейво, Вирпи и Рантала, Юкка. (2003). Поведение влажных конструкций, построенных из плит на земле
8. Экспериментальное исследование равновесной влажности штукатурок с натуральными армирующими волокнами для зданий из соломенных тюков Таха Ашур, Хайко Георг, Вэй Ву

Библиография

• Hoadley, R. Bruce (2000). Understanding Wood: A Craftsman's Guide to Wood Technology (2nd. ed.). Taunton Press . ISBN 1-56158-358-8.
• Роберт Дж. Росс, ред. (2010). Справочник по древесине: древесина как конструкционный материал (PDF) . Лаборатория лесной продукции США. стр. 4-3–4-4. Общий технический отчет FPL–GTR–190. Архивировано из оригинала (PDF) 2017-02-13 . Получено 2016-05-19 .

Внешние ссылки

• «Кто, почему, когда и как выравнивает влажность». Image Permanence Institute . Rochester Institute of Technology. Архивировано из оригинала 10 июня 2015 г. Получено 7 октября 2013 г.