Claims (2)
Поставленна цель достигаетс тем, что один из образцов сушат при большем, чем другой, парциальном давлении вод ного пара агента сушки , а сушку не прекращают до тех пор, пока при одинаковой текущей продолжительности сушки скорости убыли масс образцов це станут одинаковыми, при этом образцы сушат при одинаковых скорост х убыли массы в течение времени, Vie меньшем половины полной продолжительности сушки, температура сушки образцов 103 t , а парциальные давлени : одного при 1,5±0,5 кПа, второго - не превышает 8 кПа. Предлагаемый способ основан на ис пользовании особенностей кинетики сушки образцов материалов, содержащих нар ду с водой другие летучие компоненты, например образцов смолис той древесины. Количество воды, испар ющейс из образца, и интенсивность ее испарени при данной температуре Сушки завис т от парциал ного давлени вод ного пара сушильно го агента. Интенсивность же испарени смолы из образца в практически реализуемом диапазоне значений парциального давлени вод ного пара сушильного агента определ етс лишь температурой сушки. Через некоторое врем сушки вс вода, котора может удал тьс из образца при том ил,и ино парциальном давлении вод ного пара сушильного агента, испаритс , и масса образца продолжает уменьшатьс только вследствие продолжающегос удалени смолы, испар ющейс медленнее , чем вода. После испарени воды из обоих образцов масса их продолжает уменьшатьс только вследствие продолжающегос испарени смолы. Интенсивность удалени смолы из парных образцов одна и та же при одинаковой продолжительности сушки. На фиг. 1 приведено распределение кажущегос влагосодержани ) от времени ( } , при одинаковой температуре , но разных парциальных дав лени х вод ного пара, на фиг. 2 распределение кажущегос влагосодержани от времени дл пары основных образцов при парциальном давлении 1.5tO,5 кПа (верхн крива ) и 5,5 - 6,5 (нижн крива ). Кажущеес влагосодержание - величина , получающа с из уравнени (1) если в него вместо т. подставл ть з чение текущей массы образца, т.е. значение массы образца в тот или ино моменты сушки. Кривые сушки обозначены сплошными лини ми, экстрапол рованный участок графика сушки обоз начен контурной линией. На оси W| выделена точка пересечени экстрапо лировэнного участка с осью ординат. Верхн крива получена при меньшем, чем нижн , парциальном давлении вод ного пара, б -момент, намина с которого из обоих образцов испар етс только смола, интенсивность ее испарени как из первого, так и и,з второго образца одна и та же в одни и те же моменты сушки. С этого момента одинаковы и скорости убыли масс образцов. Поскольку текущие массы образцов различаютс незначительно, а массы парных образцов до сушки близки друг к другу, то начина с момента 0 одинаковы и скорости возрастани кажущегос влагосодержани . Поэтому с момента GI выполн етс условие ПРИ (0.) W -W| q consi , где W| , Vц(}- текущее кажущеес вла-; грсодержание первого и второго образцов в одни и те же моменты сушки . Если один из парных образцов сушить при достаточно малом парциальном давлении вод ного пара, назовем его условно опорным, вли нием которого на результат определени влагосодержани можно пренебречь, или высушенный при котором образец можно считать образцом нулевого влагосодержани , дл получени искомого влагосодержани материала достаточно участок графика сушки этого парного образца, расположенныймежду абсциссами 9 и б) Д в 0 d экстраполировать до пересечени с осью . Ордината точки пересечени будет равна искомому влагосодержанию. Способ осуществл етс следующим образом. Из материала, влагосодержание которого требуетс определить, отбираютадва (или более) парных образца . Каждый образец взвешивают, сушат, повторно взвешивают в процессе сушки . По результатам взвешиваний рассчитывают текущее кажущеес влагосодержание и стро т графики сушки образцов (фиг.1). Определ ют (например , графически) момент в- начина с которого выполн етс условие (2). При выполнении услови (2) скорости возрастани кажущегос влагосодержани образцов станов тс равными. Равными станов тс и скорости убы- , ли масс. Действительно, если ( учитыва , что и- н|- ча 1- 1 do: m - - где индексом 1 обозначены параме ры первого образца, а индексом 2 второго, получим 1 iHifiQ d-F d с момента 0-i продолжают образцы сушить в течение времени 0Q , не меньшем продолжительности сушки до момента 0 , Участок графика сушки при опорном парциальном давлении вод ного пара, отражающий сушку пос ле момента 0, экстраполируют -до пересечени его с осью Wj-. Искомое влагосодержание.равно значению ординаты точки пересечени экстраполированного участка с осью Wj,. Графики сушки парных образцов; из которых испар етс только вода, с момента 0 будут горизонтальными По внешнему виду образца нельз уве ipeHHo судить: содержит он только воду или и другие летучие. Поэтому предлагаемым способом можно, например , определ ть: смолистый материал или несмолистый. Если требуетс определить влагосодержание быстрее, чем известными способами, сушку можно прекратить в момент 01, т.е. в момент достижени равенства скоростей убыли масс образ цов. За искомое влагосодержание в этом случае принимают значение Wj в момент Q.-i образца, высушенного при опорном парциальном давлении. Погреш ность измерени будет меньше, чем у известных способов. Чем большую часть графика cjmiKM занимает участок, отражающий испарение только смолы, тем точнее можно его экстраполировать до пересечени с осью IV| (и, еслр перенести в точку пересечени начало координат, получить график испарени из образца смолы). По этому предлагаетс сушить образцы до тех пор, пока условие (2) не будет выполн тьс в течеу ние времени, не меньшем половины полной продолжительности сушки 9(7/0 Дл того, чтобы результаты измерени рассматриваемым способом влаго содержани материала, из которого испар етс только вода, совпадали бэ А с прежними результатами, полученными известными способами, сушить образцы предлагаетс при наиболее часто встречающейс традиционной температуры сушки 103i2 C. 3 известных способах парциальное давление вод ного пара сушильного агента не регламентируетс . Но сушильный шкаф обычно располагаетс в лаборатории со стандартными климатическими услови ми, характеризуемыми средней температурой к средней относительной влажностью воздуха б5%. Парциальное давление при таких климатических услови х равно 1,5 кПа. Парциальное давление вод ного пара в сушильном шкафу поддерживали равным необходимому путем подачи в шкаф из лаборатории увлажненного воздуха. Образцы высушиваютс воздухом, по ступающим из лаборатории в сушильный шкаф и нагреваемым изобарно до 1031 t2°C. Увлажненный воздух выбрасываетс из шкафа через вентил ционные отверсти . Следовательно, наиболее часто при известных способах определени влагосодержани образцы сушат при парциальном давлении вод ного пара 1,5 кПа. Дл того, чтобы результаты измерени предлагаемым способом совпадали с теми прежними результатами , которые не содержат погрешности от испарени смолы, в нем за .опорное предлагаетс прин ть парциальнье давление вод ного пара 1,5 кПа, .е. один из парных образцов сушить при парциальном , среднее значение которого равно 1,5 кПа. Дл определени влагосодержани с точностью до 0,1 - точность,вполне достаточна дл современного уровн влагометрии, парциальное давление следует поддерживать в диапазоне около среднего значени 0,5 кПа. Второй парный образец предлагаетс сушить при парциальном давлении вод ного пара, не превышающем 8 кПа. Такое ограничение введено дл того, чтобы расхождение между текущими массами.образцов в одинаковые моменты сушки при Т7/6, по вл ющеес Вследствие разного количества воды, испарившегос из образцов, было незначительным , таким, что вместо равенства скоростей убыли масс образцов можно было дл определени влагосодержани использовать равенство скоростей возрастани кажущихс влагосодержаний и вместо одинаковых 7930 образцов использовать парные образцы , которые могут несколько отличатьс по массе. Последнее отличие в меньшей мере сказываетс на Графике в координатах W , чем на графике в координатах масса врем . Парные образцу проще приготовить, чем абсолютно одинаковые образцы. Из распределени кажущегос влаго содержани от времени (фиг.2) видно цто: если известными способами - путем сушки до посто нной массы или сушки в течение 20 ч - получили .значени влагосодержани исследуемой древесины сосны от 17,7 до 16,1 и более, то предлагаемый способ с использованием парных образцов и экстрапол цией участка графика сушки дает значение влагосодержани 1,5-15,U. От 2,7 до 3,% смолы от носили ранее к влаге. Предлагаемый способ позволил уменьшить погрешнос определени влагосодержани древесины СОСНЫ в рассмотренном случае (на 2,7-3,А. Кроме того, в предлагаемом способе , если принимать в качестве искомого значение влагосодержани Wi, соответствующее абсциссе 0, дл определени влагосодержани достаточно -5 ч сушки вместо 20 ч и более , требующихс при известных методах . 9 Формула изобретени 1. Способ определени влагосодержани материалов, например древеси (ны, путем взвешивани образцов и высушивани их при посто нной температуре агента сушки с регистрацией скорости убыли масс, отличающийс тем, что, с целью ускорени определени влагосодержани при сохранении высокой точности , один из образцов сушат при большем, чем другой, парциальном дав-лении вод ного пара агента сушки, 8 сушку не прекращают до тех пор, пока при одинаковой текущей .продолжительности сушки скорости убыли масс образцов не ст нут одинаковыми . 2. Способ ПОП.1, отличающийс тем, что образцы сушат при одинаковых скорост х убыли в течение времени, не меньшем половины пoлнo t продолжительности сушки. 3.. Способ ПОП.1, отличающ и и с тем, что образцы сушат при 103i2 C и парциальных давлени х вод ного пара, один - при 1,5 i ,5 кПа, другой - при значении не превышающем 8 кПа. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.ГОСТ 16483.7-21 Древесина, Методы определени влажности. The goal is achieved by the fact that one of the samples is dried at a higher than the other, partial pressure of water vapor of the drying agent, and the drying is not stopped until, at the same current duration of drying, the rates of mass loss of samples are equal, while the samples are dried at the same rate of mass loss over time, Vie is less than half of the total drying time, the drying temperature of the samples is 103 t, and the partial pressures: one at 1.5 ± 0.5 kPa, the second does not exceed 8 kPa. The proposed method is based on using the features of the kinetics of drying samples of materials containing other volatile components along with water, for example, samples of resinous wood. The amount of water evaporating from the sample and the intensity of its evaporation at a given Drying temperature depend on the partial pressure of water vapor of the drying agent. The intensity of evaporation of the resin from the sample in the practically feasible range of the partial pressure of water vapor of the drying agent is determined only by the drying temperature. After some time of drying, all the water that can be removed from the sample with the sludge and the alternate pressure of water vapor of the drying agent will evaporate, and the weight of the sample will continue to decrease only due to the continued removal of the resin, which evaporates more slowly than water. After evaporation of water from both samples, their mass continues to decrease only due to the continuing evaporation of the resin. The intensity of resin removal from paired samples is the same for the same duration of drying. FIG. Figure 1 shows the distribution of apparent moisture content) over time (}, at the same temperature, but different partial pressures of water vapor; Figure 2 shows the distribution of apparent moisture content over time for a pair of basic samples at a partial pressure of 1.5tO, 5 kPa (upper curve) and 5.5 - 6.5 (bottom curve). Apparent moisture content is the value obtained from equation (1) if instead of it, you substitute the reference of the current mass of the sample, i.e. the value of the mass of the sample in one or another moments of drying. Drying curves are indicated by solid lines, The interleaved plot of the drying graph is indicated by a contour line. The intersection point of the extrapolated portion with the ordinate axis is marked on the W | axis. The upper curve is obtained at lower than partial partial pressure of water vapor, b is the moment from which both samples evaporated Only the resin, the intensity of its evaporation both from the first and from the second sample is the same at the same drying times, from that moment on, and the rates of mass loss of the samples are the same. Since the current masses of the samples differ slightly, and the masses of paired samples are close to each other before drying, then starting from time 0, the rates of increase in apparent moisture content are the same. Therefore, since GI, the condition PRI (0.) W –W | q consi, where w | , Vц (} is the current apparent moisture; gr content of the first and second samples at the same drying times. If one of the paired samples is dried at a sufficiently small partial pressure of water vapor, we call it conditionally reference, the influence of which on the moisture content can be neglected, or dried in which the sample can be considered a sample of zero moisture content, to obtain the desired moisture content of the material, a sufficient portion of the drying schedule of this paired sample, located between abscissas 9 and b) D 0 d ex trapolate to intersection with axle. The ordinate of the intersection point will be equal to the desired moisture content. The method is carried out as follows. From the material, the moisture content of which it is required to determine, two (or more) paired samples are taken. Each sample is weighed, dried, re-weighed in the drying process. Based on the results of weighing, the current apparent moisture content is calculated and the drying of the samples is plotted (Fig. 1). The moment (i) from which condition (2) is fulfilled is determined (for example, graphically). When condition (2) is fulfilled, the rate of increase in the apparent moisture content of the samples becomes equal. The rates of loss of masses become equal too. Indeed, if (taking into account that in | - cha 1-1 do: m - - where index 1 indicates the parameters of the first sample and index 2 of the second, we get 1 iHifiQ dF d since 0-i continue to dry the samples for time 0Q, not less than the duration of drying up to time 0, the plot of the drying schedule at the reference partial pressure of water vapor, reflecting the drying after time 0, extrapolate before intersecting it with the axis Wj-. Wj axis, graphics of drying of paired samples; Only water evaporates, from the moment 0 will be horizontal. The appearance of the sample cannot be increased: it contains only water or other volatile substances. Therefore, the proposed method can be used to determine, for example, resinous material or non-resinous material. than by known methods, drying can be stopped at the moment 01, i.e., at the moment of achieving equality of the rates of mass loss of the samples. In this case, the desired moisture content is taken as the value of Wj at the time Q.-i of the sample dried at the reference partial pressure. The measurement error will be less than in the known methods. The more part of the cjmiKM graph is occupied by the area that reflects the evaporation of the resin only, the more accurately it can be extrapolated to intersection with the axis IV | (and, if you move the origin to the intersection point, obtain an evaporation graph from the resin sample). Therefore, it is proposed to dry the samples until condition (2) is fulfilled for a time not less than half of the total drying time 9 (7/0) In order for the results of the moisture content of the material from which evaporation only water, B A coincided with previous results obtained by known methods, drying of samples is offered at the most common traditional drying temperature 103i2 C. 3 known methods, partial pressure of water vapor But the drying cabinet is usually located in the laboratory with standard climatic conditions characterized by an average temperature to the average relative humidity of 6.5%. The partial pressure under these climatic conditions is 1.5 kPa. The partial pressure of water vapor in the drying cabinet was kept equal to the required by supplying humid air to the cabinet from the laboratory. The samples are dried by air coming from the laboratory to the drying cabinet and heated by isobar to 1031 t2 ° C. Moist air is discharged from the cabinet through the ventilation openings. Therefore, most often with known methods for determining moisture content, samples are dried at a partial pressure of water vapor of 1.5 kPa. In order for the measurement results of the proposed method to coincide with those previous results that do not contain errors due to evaporation of the resin, it is proposed to accept a partial pressure of water vapor of 1.5 kPa, e. one of the paired samples is dried at partial, the average value of which is 1.5 kPa. In order to determine the moisture content with an accuracy of 0.1 - accuracy is quite sufficient for the current level of moisture metering, the partial pressure should be maintained in the range of about an average value of 0.5 kPa. The second paired sample is proposed to be dried at a partial pressure of water vapor not exceeding 8 kPa. Such a restriction was introduced so that the difference between the current masses of samples at the same drying times at T7 / 6 appears because of the different amounts of water evaporated from the samples, it was insignificant, so that instead of equality of the rates of mass loss of the samples it was possible to determine moisture content use equal rates of increase of apparent moisture content and instead of the same 7930 samples use paired samples, which may differ slightly in weight. The latter difference affects the Graph in coordinates W to a lesser extent than on the graph in coordinates mass time. Paired samples are easier to prepare than exactly identical samples. From the distribution of the apparent moisture content from time to time (Fig. 2) it can be seen that if by known methods, by drying to constant weight or drying for 20 hours, the obtained moisture content of the studied pine wood is from 17.7 to 16.1 and more, Then the proposed method using paired samples and extrapolating a portion of the drying schedule gives a moisture content of 1.5-15, U. From 2.7 to 3% of the resin was previously worn to moisture. The proposed method allowed to reduce the error in determining the moisture content of wood PINE in the case considered (by 2.7-3, A. In addition, in the proposed method, if we take the moisture content Wi corresponding to abscissa 0 as the desired value, -5 hours of drying is enough instead of 20 hours or more, required by known methods. 9 Invention 1. A method for determining the moisture content of materials, for example, wood (by weighing samples and drying them at a constant temperature of the drying agent). with registration of the rate of mass loss, characterized in that, in order to speed up the determination of moisture content while maintaining high accuracy, one of the samples is dried at more than the other partial pressure of water vapor of the drying agent, 8 drying is not stopped until at the same current drying time, the mass loss rates of the samples are not the same 2. POP method 1, characterized in that the samples are dried at the same speed of loss for a time not less than half the duration t of the drying time. 3 .. Method POP.1, which is distinguished by the fact that the samples are dried at 103i2 C and partial pressures of water vapor, one at 1.5 i, 5 kPa, the other at a value not exceeding 8 kPa. Sources of information taken into account in the examination 1. GOST 16483.7-21 Wood, Methods for determining humidity.
2.Авторское свидетельство СССР № , кл. G 01 N 25/56, 1976.2. USSR author's certificate №, cl. G 01 N 25/56, 1976.