Rovnovážný obsah vlhkosti - Equilibrium moisture content

Rovnovážný obsah vlhkosti dřeva versus vlhkost a teplota podle Hailwood-Horrobinovy rovnice.

The rovnovážný obsah vlhkosti (EMC) a hygroskopický materiál obklopený alespoň částečně vzduchem je Obsah vlhkosti při kterém materiál nezískává ani neztrácí vlhkost. Hodnota EMC závisí na materiálu a relativní vlhkost a teplota vzduchu, s nímž je v kontaktu. Rychlost, s jakou se k němu přiblíží, závisí na vlastnostech materiálu, poměr plochy povrchu k objemu jeho tvaru a rychlosti odvádění vlhkosti nebo směrem k materiálu (např. difúze ve stojatém vzduchu nebo proudění v pohybujícím se vzduchu).

Rovnovážný obsah vlhkosti v zrnech

Obsah vlhkosti v zrnech je základní vlastností při skladování potravin. Obsah vlhkosti, který je bezpečný pro dlouhodobé skladování, je 12% pro kukuřici, čirok, rýži a pšenici a 11% pro sóju^[1]

Při konstantní relativní vlhkosti vzduchu EMC poklesne o přibližně 0,5% při každém zvýšení teploty vzduchu o 10 ° C.^[2]

V následující tabulce jsou uvedeny rovnováhy pro určitý počet zrn (údaje z ^[1]). Tyto hodnoty jsou pouze přibližné, protože přesné hodnoty závisí na konkrétní odrůdě zrna.^[2]

		Kukuřičná zrna				Sójové boby				Čirok				Dlouhozrnná rýže				Pšenice tvrdá
	° 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

Rovnovážný obsah vlhkosti dřeva

The vlhkost obsah dřeva pod bod nasycení vláken je funkcí obou relativní vlhkost a teplota okolního vzduchu. Obsah vlhkosti (M) ze dřeva je definován jako:

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

kde m je hmotnost dřeva (s vlhkostí) a ${ displaystyle m_ {od}}$ je suchá hmota dřeva (tj. bez vlhkosti).^[3] Pokud je dřevo umístěno do prostředí s určitou teplotou a relativní vlhkostí, jeho obsah vlhkosti se obvykle začne měnit v čase, dokud není konečně v rovnováze se svým okolím, a obsah vlhkosti se již časem nemění. Tento obsah vlhkosti je EMC dřeva pro danou teplotu a relativní vlhkost.

The Hailwood-Horrobinova rovnice pro dva hydráty se často používá k aproximaci vztahu mezi EMC, teplotou (T) a relativní vlhkost (h):^[4]^[5]^[6]

{ displaystyle M _ { mathrm {eq}} = { frac {1800} {W}} vlevo [{ 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}}} že jo]}

kde M_ekv je rovnovážný obsah vlhkosti (procenta), T je teplota (stupně Fahrenheita), h je relativní vlhkost (zlomková) a:

{ displaystyle W = 330 + 0,452 , T + 0,00415 , T ^ {2}}

{ displaystyle k = 0,791 + 4,63 krát 10 ^ {- 4} , T-8,44 krát 10 ^ {- 7} , T ^ {2}}

{ displaystyle k_ {1} = 6,34 + 7,75 krát 10 ^ {- 4} , T-9,35 krát 10 ^ {- 5} , T ^ {2}}

{ displaystyle k_ {2} = 1,09 + 2,84 krát 10 ^ {- 2} , T-9,04 krát 10 ^ {- 5} , T ^ {2}}

Tato rovnice nezohledňuje nepatrné odchylky od dřevin, stavu mechanického namáhání a / nebo hystereze. Jedná se o empirické přizpůsobení tabulkovým údajům poskytnutým ve stejné referenci a úzce souhlasí s tabulkovými údaji. Například při T = 140 stupňů F, h = 0,55, EMC = 8,4% z výše uvedené rovnice, zatímco EMC = 8,0% z údajů v tabulce.

Rovnovážný obsah vlhkosti písků, zemin a stavebních materiálů

Materiály, jako jsou kameny, písek a keramika, jsou považovány za „suché“ a mají mnohem nižší rovnovážný obsah vlhkosti než organické materiály, jako je dřevo a kůže. ^[7] typicky zlomek procenta hmotnosti, když je v rovnováze vzduchu o Relativní vlhkost 10% až 90%. To ovlivňuje rychlost, kterou budovy musí po výstavbě vyschnout, typické cementy začínající 40-60% obsahem vody. To je také důležité pro stavební materiály, jako je omítka vyztužená organickými materiály, protože mírné změny v obsahu různých druhů slámy a dřevěných hoblin mají významný vliv na celkový obsah vlhkosti^[8]

Reference

^ ^A ^b Sadakam, Samy Grain Drying Tools: Equilibrium Moisture Content Tables and Psychrometric Charts. Univ. Arkansas, FSA1074
^ ^A ^b FAO. 2011. Venkovské struktury v tropech. Návrh a vývoj. Kapitola 16: Sušení, manipulace a skladování obilovin. Řím. http://www.fao.org/docrep/015/i2433e/i2433e10.pdf
^ Co je obsah rovnovážné vlhkosti? http://www.wagnermeters.com/wood-moisture-meter/moisture-content-and-equilibrium-determined-by-relative-humidity/
^ Hailwood, A.J .; S. Horrobin (1946). "Absorpce vody polymery: analýza ve smyslu jednoduchého modelu". Trans. Faraday Soc. 42B: 84–102.
^ Rasmussen, E.F. (1988). Forest Products Laboratory, americké ministerstvo zemědělství. (vyd.). Návod k obsluze suché pece. Rada pro výzkum tvrdého dřeva.
^ Eleotério, Jackson Roberto; Clóvis Roberto Haselein; Nestor Pedro Giacomini. „Program pro odhad rovnovážného obsahu vlhkosti dřeva“ (PDF). Ciência Florestal. 8 (1): 13–22. ISSN 0103-9954. Citováno 2008-11-14.
^ Leivo, Virpi & Rantala, Jukka. (2003). Vlhkostní chování desek na zemi
^ Experimentální výzkum rovnovážného obsahu vlhkosti zemních omítek s přírodními výztužnými vlákny pro budovy ze slámy Taha Ashour, Heiko Georg, Wei Wu

Bibliografie

Hoadley, R. Bruce (2000). Understanding Wood: A Craftsman's Guide to Wood Technology (2. vyd.). Taunton Press. ISBN 1-56158-358-8.
Robert J. Ross, ed. (2010). Příručka o dřevě: Dřevo jako inženýrský materiál (PDF). US Forest Products Laboratory. str. 4-3–4-4. Obecná technická zpráva FPL – GTR – 190.

externí odkazy

„Kdo, proč, kdy a jak vyrovnal vlhkost“. Image Permanence Institute. Rochester Institute of Technology. Citováno 7. října 2013.

[sadakam-1] A ^b Sadakam, Samy Grain Drying Tools: Equilibrium Moisture Content Tables and Psychrometric Charts. Univ. Arkansas, FSA1074

[FAO2011-2] A ^b FAO. 2011. Venkovské struktury v tropech. Návrh a vývoj. Kapitola 16: Sušení, manipulace a skladování obilovin. Řím. http://www.fao.org/docrep/015/i2433e/i2433e10.pdf

[3] Co je obsah rovnovážné vlhkosti? http://www.wagnermeters.com/wood-moisture-meter/moisture-content-and-equilibrium-determined-by-relative-humidity/

[4] Hailwood, A.J .; S. Horrobin (1946). "Absorpce vody polymery: analýza ve smyslu jednoduchého modelu". Trans. Faraday Soc. 42B: 84–102.

[5] Rasmussen, E.F. (1988). Forest Products Laboratory, americké ministerstvo zemědělství. (vyd.). Návod k obsluze suché pece. Rada pro výzkum tvrdého dřeva.

[6] Eleotério, Jackson Roberto; Clóvis Roberto Haselein; Nestor Pedro Giacomini. „Program pro odhad rovnovážného obsahu vlhkosti dřeva“ (PDF). Ciência Florestal. 8 (1): 13–22. ISSN 0103-9954. Citováno 2008-11-14.

[7] Leivo, Virpi & Rantala, Jukka. (2003). Vlhkostní chování desek na zemi

[8] Experimentální výzkum rovnovážného obsahu vlhkosti zemních omítek s přírodními výztužnými vlákny pro budovy ze slámy Taha Ashour, Heiko Georg, Wei Wu

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]