Рівноважна вологість
Рівноважна вологість (РВ) гігроскопічного матеріалу, оточеного хоча б частково повітрям, - це вміст вологи, при якому матеріал не набирає і не втрачає вологу. Значення РВ залежить від матеріалу та відносної вологості та температури повітря, з яким воно контактує. Швидкість, з якою вона настає, залежить від властивостей матеріалу, співвідношення поверхні та площі до об'єму його форми та швидкості, з якою волога переноситься або назустріч матеріалу (наприклад, дифузія застійного повітря чи конвекція в повітря, що рухається).
Рівноважна вологість зерен
Вміст вологи в зернах є важливою властивістю зберігання продуктів. Вміст вологи, безпечний для тривалого зберігання, становить 12% для кукурудзи, сорго, рису та пшениці та 11% для сої. [1]
При постійній відносній вологості повітря РВ знизиться приблизно на 0,5% на кожне збільшення температура повітря на 10 °C. [2]
У наступній таблиці показано рівноваги для ряду зерен (дані [1] ). Ці значення є лише наближеннями, оскільки точні значення залежать від конкретного сорту зерна. [2]
Кукурудза | Соя | Сорго | Довгозернистий рис | Пшениця тверда | |||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
°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 |
Рівноважна вологість деревини
Вміст вологи деревини нижче точки насичення волокна є функцією як відносної вологості, так і температури навколишнього повітря. Вміст вологи ( M ) деревини визначається як:
де m - маса деревини (з вологою) і - висушена піччю маса деревини (тобто відсутність вологи).[3] Якщо деревина поміщена в навколишнє середовище при певній температурі та відносній вологості, її вологість, як правило, почне змінюватися в часі, поки вона нарешті не врівноважується з навколишнім середовищем, і вміст вологи більше не змінюється в часі. Цей вміст вологи є РВ деревини для цієї температури та відносної вологості.
Рівняння Гейлвуда-Хорробіна для двох гідратів часто використовується для наближення співвідношення між РВ, температурою ( Т ) та відносною вологістю ( h ): [4] [5] [6]
де M eq - рівноважна вологість (відсотки), T - температура (градуси Фаренгейта), h - відносна вологість (дробова) і:
Це рівняння не враховує незначних варіацій деревних порід, стану механічного напруження та / або гістерезису . Це емпіричне пристосування до табличних даних, поданих у тій самій довідці, і тісно узгоджується з табличними даними. Наприклад, при T = 140 град F, h = 0,55, РВ = 8,4% з вищевказаного рівняння, тоді як РВ = 8,0% з табличних даних.
Рівноважна вологість пісків, ґрунтів та будівельних матеріалів
Такі матеріали, як камінь, пісок та кераміка, вважаються «сухими» і мають значно нижчу рівноважну вологість, ніж органічні матеріали, такі як дерево та шкіра[7]. РВ впливає на швидкість, з якої будівлі потребують висихання після спорудження, зазвичай цементи стартують з 40-60% вмісту води. РВ також важлива для будівельних матеріалів, армованих органічними матеріалами, оскільки невеликі зміни вмісту з різних типів соломи та деревної стружки суттєво впливають на загальний вміст вологи [8]
Список літератури
- Sadakam, Samy Grain Drying Tools: Equilibrium Moisture Content Tables and Psychrometric Charts. Univ. Arkansas, FSA1074
- FAO. 2011. Rural structures in the tropics. Design and development. Chapter 16: Grain crop drying, handling, and storage. Rome. http://www.fao.org/docrep/015/i2433e/i2433e10.pdf
- What is Equilibrium Moisture Content? http://www.wagnermeters.com/wood-moisture-meter/moisture-content-and-equilibrium-determined-by-relative-humidity/
- Hailwood, A.J.; S. Horrobin (1946). Absorption of water by polymers: analysis in terms of a simple model. Trans. Faraday Soc. 42B: 84–102.
- Rasmussen, E.F. (1988). У Forest Products Laboratory, U.S. Department of Agriculture. Dry Kiln Operators Manual. Hardwood Research Council.
- Eleotério, Jackson Roberto; Clóvis Roberto Haselein; Nestor Pedro Giacomini. A Program to Estimate the Equilibrium Moisture Content of Wood. Ciência Florestal 8 (1): 13–22. ISSN 0103-9954. Процитовано 14 листопада 2008.
- Leivo, Virpi & Rantala, Jukka. (2003). Moisture Behavior of Slab-On-Ground Structures
- An experimental investigation on equilibrium moisture content of earth plasters with natural reinforcement fibres for straw bale buildings Taha Ashour, Heiko Georg, Wei Wu
Бібліографія
- Hoadley, R. Bruce (2000). Understanding Wood: A Craftsman’s Guide to Wood Technology (вид. 2nd.). Taunton Press. ISBN 1-56158-358-8.
- Robert J. Ross, ред. (2010). Wood Handbook: Wood as an Engineering Material. US Forest Products Laboratory. с. 4–3–4–4. General Technical Report FPL–GTR–190.
зовнішні посилання
- The Who, Why, When and How of Moisture Equilibration. Image Permanence Institute. Rochester Institute of Technology. Процитовано 7 жовтня 2013.