Hygrometrinen tasapaino
Tasapainokosteus tai kosteustasapaino tai kosteusprosentti tasapaino (Englanti, tasapainokosteus , EMC ) ainetta hygroskooppista , joita ympäröi ainakin osittain ilma on kosteuspitoisuus , jolla materiaali on vakio kosteus. EMC-arvo riippuu materiaalista ja ilman suhteellisesta kosteudesta ja lämpötilasta , jonka kanssa se on kosketuksessa. Nopeus, jolla se lähestyy se riippuu aineen ominaisuuksista , pinta / tilavuus -suhde sen muoto ja nopeus, jolla kosteus johdetaan pois tai suunnattu materiaali (esimerkiksi diffuusion seisovassa ilmassa tai konvektion siirryttäessä ilma).
Kosteuspitoisuus viljan tasapainossa
Jyvien kosteuspitoisuus on välttämätön ominaisuus elintarvikkeiden varastoinnissa. Kosteuspitoisuus, joka on turvallista pitkäaikaiseen varastointiin, on maissi , durra , riisi ja vehnä 12% ja soijapavut 11% .
Jatkuvassa ilman suhteellisessa kosteudessa EMC laskee noin 0,5% jokaista 10 ° C: n ilman lämpötilan nousua kohden.
Seuraava taulukko näyttää useiden siementen saldot. Nämä arvot ovat vain arvioita, koska tarkat arvot riippuvat viljan erityisestä lajikkeesta.
| Maissi | Soija | Sorgo | Pitkäjyväinen riisi | Durumvehnä | |||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ° 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 | |
| HR | ° 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 | |
Kosteuspitoisuus puun tasapainossa
Pitoisuus on kosteuden puun alle kyllästymispisteen kuitujen on funktio sekä suhteellisen kosteuden ja lämpötilan ympäröivän ilman. Puun kosteuspitoisuus ( M ) määritellään seuraavasti:
missä m on puun massa (kosteuden kanssa) ja (od, ymmärrä uunikuiva ) vedettömän puun massa (eli kuivattu laboratoriouunissa ).
Kosteuspitoisuus puun riippuu suhteellinen kosteus , ja ilman lämpötila, jossa se sijaitsee. Jos puu pysyy riittävän kauan ilmakehässä, jossa suhteellinen kosteus ja lämpötila pysyvät vakioina, kosteuspitoisuus muuttuu vakiona myös tasapainokosteudeksi (EMC). Joten jokaisella suhteellisen kosteuden ja lämpötilan yhdistelmällä on siihen liittyvä EMC. EMC kasvaa suhteellisen kosteuden kasvaessa ja lämpötilan laskiessa.
Jos joku tietää suhteellisen kosteuden ja lämpötilan mistä tahansa puun tai muiden puutuotteiden varastointipaikan EMC: stä, voidaan saada hyödyllistä tietoa ilman kuivumisesta, sen varastoinnista ja puun optimaalisesta kosteuspitoisuudesta sen käyttö valmiiden tuotteiden .
Heikot EMC-arvot nopeuttavat ilman kuivumista, mikä on usein hyödyllistä, mutta voi myös olla haitallista lajeille, kuten tammelle, jotka ovat alttiita pinnan halkeilulle kuivausprosessin alkuvaiheessa, kun kuivaus tapahtuu liian nopeasti.
Uunikuivattu puutavara, jota varastoidaan korkeissa EMC-olosuhteissa, voi palauttaa kosteuden, mikä hylkää osan kuivumistuloksista, ja mahdollisesti luoda korkean kosteuspitoisuuden, mikä vaikuttaa negatiivisesti puutavaran tai lopputuotteiden suorituskykyyn puussa. Jos tiedetään valmiin puutuotteen mahdollisen sijainnin EMC, on teoreettisesti mahdollista kuivua tällä kosteuspitoisuudella ja ylläpitää tätä kosteutta koko tuotteen valmistuksen ajan. Tällä ihanteellisella tilanteella ei valitettavasti ole vastaavaa käytännössä, mutta tämän ihanteellisen EMC: n tunteminen voi joskus olla hyödyllistä selittäessä lopputuotteen heikkoa suorituskykyä tai osoitettaessa korjaustoimen tarvetta.
| Kaupunki | J | F | M | AT | M | J | J | AT | S | O | EI | D |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Pariisi | 17.7 | 15.3 | 14.6 | 12.6 | 13.3 | 13.1 | 12.3 | 12.0 | 14.1 | 16.8 | 18.6 | 17.7 |
| Tunis | 15.2 | 14.8 | 14.4 | 13.4 | 12.3 | 11.2 | 10.6 | 11.0 | 12.7 | 13.5 | 14.1 | 15.3 |
| Tucson | 9.1 | 8.3 | 7.6 | 6.0 | 5.2 | 4.8 | 7.7 | 8.8 | 7.6 | 7.5 | 8.0 | 9.2 |
Hailwood-Horrobin yhtälö kahden hydraatit käytetään usein lähentää suhdetta EMC, lämpötila ( T ), ja suhteellinen kosteus ( h ):
![{\ displaystyle M _ {\ mathrm {eq}} = {\ frac {1800} {W}} \ vasen [{\ 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}} } \ oikea]}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/605c9c6773b6ac83a1c16321dae2b90876daea60)
missä M eq on tasapainokosteuspitoisuus (prosentteina), T on lämpötila (Fahrenheit-astetta), h on suhteellinen kosteus (murto-osa) ja:
Tässä yhtälössä ei oteta huomioon pieniä eroja puulajien, mekaanisten jännitysten ja / tai hystereesin välillä . Tämä sopii empiirisesti samassa viitteessä annettuihin taulukkotietoihin ja on läheisessä sopimuksessa taulukkotietojen kanssa. Esimerkiksi lämpötilassa T = 140 ° F, h = 0,55, EMC = 8,4% yllä olevasta yhtälöstä, kun taas EMC = 8,0% taulukkotiedoista.
Hiekan, maaperän ja rakennusmateriaalien tasapainokosteus
Materiaaleja, kuten kivi, hiekka ja keramiikka, pidetään "kuivina" ja niiden kosteuspitoisuus on paljon pienempi kuin orgaanisissa materiaaleissa, kuten puussa ja nahassa. tyypillisesti yhden painoprosentin osuus ilmatasapainossa 10-90% suhteellinen kosteus . Tämä vaikuttaa rakennusten kuivumisnopeuteen rakentamisen jälkeen tyypillisten sementtien vesipitoisuuden ollessa 40-60%. Tämä on tärkeää myös rakennusmateriaaleille, kuten orgaanisilla materiaaleilla vahvistetuille laastareille, koska vaatimattomilla muutoksilla erityyppisten olkien ja hakkeiden pitoisuudessa on merkittävä vaikutus kokonaiskosteuspitoisuuteen.
Katso myös
- Sorptio / desorptio-isotermi
Viitteet
- " puun hygrometrinen tasapaino " , osoitteessa gdt.oqlf.gouv.qc.ca ( käyty 5. toukokuuta 2020 )
- " hygroskooppinen tasapaino " , on gdt.oqlf.gouv.qc.ca (näytetty 05 toukokuu 2020 )
- " tasapainokosteusaste " , osoitteessa gdt.oqlf.gouv.qc.ca ( käyty 5. toukokuuta 2020 )
- Sadakam, Samy viljankuivatustyökalut: tasapainokosteuspitoisuustaulukot ja psykrometriset kaaviot. Univ. Arkansas, FSA1074
- FAO. 2011. Maaseudun rakenteet tropiikissa. Suunnittelu ja kehitys. Luku 16: Viljakasvien kuivaus, käsittely ja varastointi. Rooma. http://www.fao.org/docrep/015/i2433e/i2433e10.pdf
- Mikä on tasapainokosteuspitoisuus? http://www.wagnermeters.com/wood-moisture-meter/moisture-content-and-equilibrium-determined-by-relative-humidity/
- (en) USDA: n metsäpalvelututkimus. Metsätuotteiden laboratorio (USA) ja William T. Simpson , Puun tasapainokosteus ulkotiloissa Yhdysvalloissa ja maailmanlaajuisesti. , Yhdysvaltain maatalousministeriö, metsäpalvelu, metsätuotteiden laboratorio.1963( lue verkossa )
- Hailwood ja S. Horrobin, " Veden imeytyminen polymeerien avulla: analyysi yksinkertaisen mallin suhteen ", Trans. Faraday Soc. , voi. 42B,1946, s. 84–102
- EF Rasmussen , Kuiva-uunin käyttöopas , lehtipuun tutkimusneuvosto,1988
- Eleotério, Clóvis Roberto Haselein ja Nestor Pedro Giacomini, " Ohjelma puun tasapainokosteuden arvioimiseksi ", Ciência Florestal , voi. 8, n o 1,Tammikuu 1998, s. 13–22 ( ISSN 0103-9954 , luettu verkossa , käytetty 14. marraskuuta 2008 )
- Leivo, Virpi & Rantala, Jukka. (2003). Levyjen päällä olevien rakenteiden kosteuskäyttäytyminen
- Kokeellinen tutkimus luonnollisten vahvistuskuitujen sisältämien laastareiden tasapainokosteudesta olkipaalirakennuksiin Taha Ashour, Heiko Georg, Wei Wu
Bibliografia
- R. Bruce Hoadley , Puun ymmärtäminen: käsityöläisen opas puutekniikkaan , 2.2000, 280 Sivumäärä ( ISBN 1-56158-358-8 , lue verkossa )
- Puun käsikirja: Puu teknisenä materiaalina ,2010, 4-3–4-4 Sivumäärä ( lue verkossa )
Ulkoiset linkit
- " Kuka, miksi, milloin ja miten kosteuden tasapainottaminen " , Image Permanence Institute , Rochester Institute of Technology (katsottu 7. lokakuuta 2013 )