Равновесное содержание влаги

Влажность содержание при котором материал не набирает и не теряет влагу Равновесное содержание влаги в древесине в зависимости от влажности и температуры в соответствии с уравнением Хейлвуда-Хорробина.

Равновесное содержание влаги (EMC ) гигроскопичного материала, окруженного по меньшей мере частично воздухом, имеет содержание влаги, при котором материал не набирает и не теряет влагу. Значение ЭМС зависит от материала и относительной влажности и температуры воздуха, с которым он контактирует. Скорость приближения к нему зависит от свойств материала, отношения площади поверхности к объему его формы и скорости, с которой влажность уносится или по направлению к материалу (например, диффузия в неподвижном воздухе или конвекция в движущемся воздухе).

• 1 Равновесное содержание влаги в зернах
• 2 Равновесное содержание влаги в древесине
• 3 Равновесное содержание влаги в песках, почвах и строительных материалах
• 4 Ссылки
• 5 Библиография
• 6 Внешние ссылки

Влагосодержание зерна является важным свойством при хранении пищевых продуктов. Безопасное для длительного хранения содержание влаги составляет 12% для кукурузы, сорго, риса и пшеницы и 11% для сои

При постоянной относительной влажности воздуха EMC упадет примерно на 0,5% для каждое повышение температуры воздуха на 10 ° C.

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

		Зерна кукурузы				Соя				Сорго				Длиннозерный рис				Твердая пшеница
	°C	1,7	10,0	21,1	37,8	1,7	10,0	21,1	37,8	1,7	10,0	21,1	37,8	1,7	10,0	21,1	37,8	1,7	10,0	21,1	37,8
RH	°F	35	50	70	100	35	50	70	100	35	50	70	100	35	50	70	100	35	50	70	100
25		9,3	8,6	7,9	7,1	5,9	5,7	5,5	5,2	11,5	10,9	10,2	9,3	9,2	8,6	8,0	7,3	8,3	8,0	7,7	7,2
30		10,3	9,5	8,7	7,8	6,5	6,3	6,1	5,7	12,1	11,5	10,8	9,9	10,1	9,5	8,8	8,0	8,9	8,7	8,3	7,7
35		11,2	10,4	9,5	8,5	7,1	6,9	6,6	6,2	12,7	12,1	11,4	10,5	10,9	10,3	9,5	8,7	9,6	9,3	8,9	8,3
40		12,1	11,2	10,3	9,2	7,8	7,6	7,3	6,9	13,3	12,7	12,0	11,1	11,7	11,0	10,3	9,4	10,2	9,9	9,5	8,8
45		13,0	12,0	11,0	9,9	8,6	8,3	8,0	7,5	13,8	13,3	12,6	11,7	12,5	11,8	11,0	10,0	10,9	10,5	10,1	9,4
50		13,9	12,9	11,8	10,6	9,4	9,1	8,8	8,3	14,4	13,8	13,2	12,3	13,3	12,5	11,7	10,7	11,5	11,2	10,7	10,0
55		14,8	13,7	12,6	11,3	10,3	10,0	9,7	9,1	15,0	14,4	13,8	12,9	14,1	13,3	12,4	11,3	12,2	11,9	11,4	10,6
60		15,7	14,5	13,4	12,0	11,5	11,1	10,7	10,1	15,6	15,1	14,4	13,6	14,9	14,0	13,1	12,0	13,0	12,6	12,1	11,3
65		16,6	15,4	14,2	12,8	12,8	12,4	11,9	11,3	16,3	15,7	15,1	14,3	15,7	14,8	13,8	12,7	13,8	13,4	12,8	12,0
70		17,6	16,3	15,0	13,6	14,4	14,0	13,5	12,7	17,0	16,5	15,8	15,0	16,6	15,7	14,6	13,4	14,7	14,3	13,7	12,8
75		18,7	17,3	16,0	14,5	16,4	16,0	15,4	14,5	17,8	17,3	16,7	15,9	17,6	16,5	15,5	14,2	15,8	15,4	14,7	13,8
80		19,8	18,5	17,0	15,4	19,1	18,6	17,9	17,0	18,8	18,2	17,6	16,9	18,6	17,5	16,4	15,1	17,1	16,6	16,0	15,0
85		21,2	19,8	18,2	16,5	22,9	22,3	21,6	20,5	19,9	19,4	18,8	18,0	19,8	18,7	17,5	16,1	18,8	18,3	17,6	16,5
90		22,9	21,4	19,8	17,9	28,9	28,2	27,3	26,1	21,4	20,9	20,3	19,6	21,3	20,1	18,9	17,4	21,3	20,7	20,0	18,8

влажность кон палатка из дерева ниже точки насыщения волокон является функцией как относительной влажности, так и температуры окружающего воздуха. Влажность (M) древесины определяется как:

$M\; =\; m\; -\; modmod\; \{\backslash \; displaystyle\; M\; =\; \{\backslash \; frac\; \{m-m\_\; \{od\}\}\; \{m\_\; \{od\}\}\}\}$

где m - масса древесины (с влажностью) и $mod\; \{\backslash \; displaystyle\; m\_\; \{od\}\}$- масса древесины, высохшая в печи (т.е. без влаги). Если древесину помещают в среду с определенной температурой и относительной влажностью, ее влажность, как правило, начинает меняться со временем, пока она, наконец, не придет в равновесие с окружающей средой, и содержание влаги больше не будет меняться во времени. Это содержание влаги является ЭМС древесины для данной температуры и относительной влажности.

Уравнение Хейлвуда-Хорробина для двух гидратов часто используется для аппроксимации зависимости между ЭМС, температурой (T) и относительной влажностью (h):

$M\; экв\; =\; 1800\; Вт\; [кч\; 1\; -\; кч\; +\; к\; 1\; кч\; +\; 2\; к\; 1\; к\; 2\; к\; 2\; час\; 2\; 1\; +\; к\; 1\; кч\; +\; к\; 1\; к\; 2\; к\; 2\; час\; 2]\; \{\backslash \; displaystyle\; M\; \_\; \{\backslash \; mathrm\; \{eq\}\}\; =\; \{\backslash \; frac\; \{\; 1800\}\; \{W\}\}\; \backslash \; left\; [\{\backslash \; frac\; \{kh\}\; \{1-kh\}\}\; \backslash ,\; +\; \backslash ,\; \{\backslash \; frac\; \{k\_\; \{1\}\; kh\; +\; 2k\_\; \{1\}\; k\_\; \{2\}\; k\; ^\; \{2\}\; h\; ^\; \{2\}\}\; \{1\; +\; k\_\; \{1\}\; kh\; +\; k\_\; \{1\}\; k\_\; \{2\}\; k\; ^\; \{2\}\; h\; ^\; \{2\}\}\}\; \backslash \; right]\}$

где M eq - равновесное содержание влаги (в процентах), T - температура (градусы по Фаренгейту), h - относительная влажность (дробная) и:

$W\; =\; 330\; +\; 0,452\; T\; +\; 0,00415\; T\; 2\; \{\backslash \; displaystyle\; W\; =\; 330\; +\; 0,452\; \backslash ,\; T\; +\; 0,00415\; \backslash ,\; T\; ^\; \{2\}\}$

$k\; =\; 0,791\; +\; 4,63\; \times \; 10\; -\; 4\; T\; -\; 8,44\; \times \; 10\; -\; 7\; T\; 2\; \{\backslash \; displaystyle\; k\; =\; 0,791\; +\; 4,63\; \backslash \; times\; 10\; ^\; \{-\; 4\}\; \backslash ,\; Т-8,44\; \backslash \; раз\; 10\; ^\; \{-\; 7\}\; \backslash ,\; Т\; ^\; \{2\}\}$

$k\; 1\; =\; 6,34\; +\; 7,75\; \times \; 10\; -\; 4\; T\; -\; 9,35\; \times \; 10\; -\; 5\; T\; 2\; \{\backslash \; displaystyle\; k\_\; \{1\}\; =\; 6,34\; +\; 7,75\; \backslash \; times\; 10\; ^\; \{-\; 4\}\; \backslash ,\; T-9,35\; \backslash \; times\; 10\; ^\; \{-\; 5\}\; \backslash ,\; T\; ^\; \{2\}\}$

$k\; 2\; =\; 1,09\; +\; 2,84\; \times \; 10\; -\; 2\; T\; -\; 9,04\; \times \; 10\; -\; 5\; T\; 2\; \{\backslash \; Displaystyle\; k\_\; \{2\}\; =\; 1,09\; +\; 2,84\; \backslash \; т\; imes\; 10\; ^\; \{-\; 2\}\; \backslash ,\; T-9.04\; \backslash \; times\; 10\; ^\; \{-\; 5\}\; \backslash ,\; T\; ^\; \{2\}\}$

Это уравнение не учитывает небольшие вариации в зависимости от породы дерева, состояния механического напряжения и / или гистерезис. Это эмпирическое соответствие табличным данным, приведенным в той же ссылке, и близко согласуется с табличными данными. Например, при T = 140 ° F, h = 0,55, EMC = 8,4% из приведенного выше уравнения, а EMC = 8,0% из табличных данных.

Такие материалы, как камни, песок и керамика, считаются «сухими» и имеют гораздо более низкое равновесное содержание влаги, чем такие органические материалы, как дерево и кожа. обычно составляет долю процента по весу, когда воздух находится в равновесии с относительной влажностью от 10% до 90%. Это влияет на скорость, с которой здания должны высыхать после строительства, для обычных цементов с содержанием воды 40-60%. Это также важно для строительных материалов, таких как штукатурка, армированная органическими материалами, поскольку небольшие изменения в содержании различных видов соломы и древесных стружек оказывают значительное влияние на общее содержание влаги

• Hoadley, R. Bruce (2000). Понимание древесины: Руководство мастера по технологии древесины (2-е изд.). Тонтон Пресс. ISBN 1-56158-358-8.
• Роберт Дж. Росс, изд. (2010). Справочник по древесине: древесина как инженерный материал (PDF). Лаборатория лесных товаров США. С. 4-3–4-4. Общий технический отчет FPL – GTR – 190.

• «Кто, почему, когда и как уравновешивать влажность». Image Permanence Institute. Рочестерский технологический институт. Проверено 7 октября 2013 г.