Теплопроводность древесины

Способность древесины перемещать тепло внутри себя количественно характеризуется коэффициентом теплопроводности λ, Вт/(м·0С), который равен количеству теплоты, проходящей в единицу времени через стенку из данной древесины площадью 1 м² и толщиной 1 м при разности температур на противоположных сторонах стенки в 1°С.

Значения коэффициента теплопроводности у древесины сравнительно невелики, поэтому древесина относится к довольно хорошим теплоизоляционным материалам.

Увеличение плотности сухой древесины приводит к возрастанию теплопроводности древесины. Это объясняется тем, что древесинное вещество имеет почти в 20 раз больший коэффициент теплопроводности, чем воздух.

Повышение влажности древесины приводит к увеличению коэффициента теплопроводности, так как вода имеет в 23 раза большую теплопроводность, чем воздух, который при увлажнении древесины замещается водой.

Увеличение температуры влажной древесины приводит к значительному росту теплопроводности. При отрицательной температуре древесины с влажностью выше предела насыщения клеточных стенок коэффициент теплопроводности увеличивается скачкообразно, так как коэффициент теплопроводности льда при температуре 0°С в 4 раза больше, чем у воды.

При дальнейшем понижении температуры коэффициент теплопроводности древесины возрастает в связи с повышением теплопроводности льда.

В связи с анизотропией древесины коэффициент теплопроводности имеет различные значения для разных направлений древесных волокон. Наибольшее значение коэффициента теплопроводности наблюдается в направлении вдоль волокон.

У этих пород коэффициент теплопроводности в радиальном направлении на 15 % выше, чем в тангенциальном.

На рисунке 5.2 приведена диаграмма коэффициента теплопроводности древесины березы поперек волокон, построенной по экспериментальным данным Шубина Г.С.

В практических расчетах для определения коэффициента теплопроводности других древесных пород λ, Вт/(м·°С), можно воспользоваться следующей формулой

где λном – номинальное значение коэффициента теплопроводности древесины березы, Вт/(м·°С);

кρ – коэффициент, учитывающий породу древесины;

кх – коэффициент, учитывающий направление теплового потока.

Значения коэффициента, учитывающего породу древесины, приведены в таблице 5.1.

Коэффициент, учитывающий направление теплового потока, в радиальном направлении для всех древесных пород принимается равным 1, в тангенциальном направлении для дуба, бука, клена – равным 0,87, для остальных пород – 1,0.

При направлении теплового потока вдоль волокон для дуба, бука, клена принимается равным 1,6 , для остальных пород – 2,2.