بررسي فرايند انتشار حرارت و توسعه گراديان دما در چوب طي خشك شدن؛ مطالعه موردي: راش (Fagus orientalis) و نويل(Picea abies)

Heat transfer and evolution of temperature gradient through wood during drying phase; a case study: beech (Fagus orientalis) and spruce (Picea abies)

فرآيند انتشار حرارت در سه جهت ارتوتروپ و توسعه گراديان دما در گونه هاي چوبي راش (Fagus orientalis) و نويل (Picea abies) طي خشك شدن بررسي شد. براي اين منظور و با توجه به كم بودن ظرفيت خشك كن از تخته هاي مماسي كوچك به ابعاد 40× 25×80 (L×R×T) ميلي متر استفاده شد. سپس، تخته ها در در دماي خشك 60 درجه سانتيگراد و رطوبت نسبي 50 درصد خشك شدند. براي محدود كردن انتشارحرارت در يك راستا و اندازه گيري انتقال حرارت در يك جهت تخته، پنج سطح از شش سطح تخته ها با فويل آلمينيومي آغشته با رزين پلي‌اورتان اندود شد و سپس از يك پلاستوفوم با ضخامت 50 ميلي متر به عنوان عايق حرارت بر روي تخته ها استفاده شد. براي اندازه گيري دما با ترموكوپل، سوراخ هايي به قطر يك ميلي متر در فواصل معين در تخته ها ايجاد شد. نتايج نشان داد كه دماي هر دو گونه چوبي طي خشك شدن به تدريج افزايش يافته تا وقتي كه به دماي تر برسد. سپس، در اين دما باقي مي ماند تا وقتي كه رطوبت چوب وارد دامنه هيگروسكپيك شود. همچنين، گراديان دما در هر دو گونه چوب الگوي مشابهي داشت، به اين ترتيب كه دماي لايه سطحي تخته ها تا دماي خشك 60 درجه سانتيگراد افزايش يافت، ولي دماي مغز تخته‌ها تا پايان عمليات خشك شدن درحد دماي‌تر(48 -52 درجه سانتيگراد) باقي ماند.

The heat transfer through three orthotropic directions and the evolution of temperature gradient in beech (Fagus orientalis) and spruce (Picea abies) during drying were investigated. Due to low capacity of dryer, small flat-sawn boards with dimensions of 80 x 25 x 40 mm (LxRxT) were used. Then, the boards were dried at the dry-bulb temperature of 60 °C and relative humidity of 50%. Four surfaces of the boards were coated by polyurethane-coated aluminum foil to confine the heat flux along one direction. Then, the boards were thermally insulated by 50 mm-thick styrofoam. Holes of 1mm diameter were made on the board specific distances to measure the temperature using thermocouple. The results showed that the temperature of each wood increased as heat up progressed until it reached the wet-bulb temperature. Then, it remained at an almost constant value as the wet bulb temperature until the wood moisture content reached the hygroscopic range. Furthermore, the pattern of the temperature profile for both wood species was almost identical. The surface temperature of the boards increased until it reached the dry-bulb temperature of 60 °C, while the core temperate remained as the wet-bulb temperature (48-52 °C) throughout the rest of drying period. Keywords: Heat transfer, temperature profile, drying, spruce, beech.