Способ определения истинной плотности древесины
METHOD FOR DETERMINING THE TRUE DENSITY OF WOOD

Изобретение относится к лесной отрасли и может использоваться во всех областях исследования или применения древесины.
Известен способ определения истинной плотности древесины, предусматривающий подготовку образцов, нагнетание в них ртути под большим давлением, определение объема израсходованной ртути и вычисление показателя плотности по формуле , где  – истинная плотность древесины,  – масса абсолютно сухого образца древесины,  – объем образца древесины,  – объем пор образца, заполняемые ртутью (Полубояринов, О.И. Плотность древесины / О.И. Полубояринов. – М.: Лесная промышленность, 1976. – 160 с., с. 29).
Недостатками данного способа являются большая погрешность ввиду недостаточной проникающей способности ртути в мельчайшие поры древесины, а также невозможность дальнейшего использования образца из-за наличия остатков ртути в древесине, искажающих ее свойства.
Наиболее близким по технической сущности является метод максимальной влажности, включающий подготовку образцов, помещение их в сосуд с дистиллированной водой до момента достижения ими максимальной влажности, взвешивание образцов при максимальной влажности, взвешивание образцов после высушивания до абсолютно сухого состояния и вычисление взаимосвязанных показателей по формуле , где  – максимальная влажность образца древесины,  – условная плотность образца древесины,  – истинная плотность древесины (Полубояринов, О.И. Плотность древесины / О.И. Полубояринов. – М.: Лесная промышленность, 1976. – 160 с., с. 22, 23).
Недостатком данного способа является замена определения объемов образцов их массой, а также применимость формул только при насыщении древесины водой.
Технический результат - повышение точности определения истинной плотности древесины при насыщении ее различными жидкостями.
Технический результат достигается тем, что после подготовки образцов последовательно осуществляют их сушку и взвешивание в абсолютно сухом состоянии, помещение их в сосуд с жидкостью до момента достижения ими предела насыщения, взвешивание предельно насыщенных образцов, измерение объема образцов и вычисление истинной плотности древесины по формуле , где  – истинная плотность древесины,  – масса абсолютно сухого образца древесины,  – масса предельно насыщенного образца древесины,  – плотность жидкости,  – объем предельно насыщенного образца.
Предлагаемый способ позволяет определять истинную плотность древесины с большей точностью при насыщении ее различными жидкостями.
В патентной и научно-технической литературе подобного способа определения истинной плотности древесины не обнаружено.
Согласно предложенному способу определение истинной плотности древесины может осуществляться следующим образом.
Первоначально изготавливают образцы древесины, например, стандартных (ГОСТ 16483.1-84 «Древесина. Метод определения плотности») размеров 20×20×30 мм (последний размер вдоль волокон древесины), которые помещают в сушильный шкаф, где происходит их сушка при температуре 103±2°С до влажности =0%. Высушенные образцы взвешивают, определяя массу в абсолютно сухом состоянии , и помещают в эксикатор, наполненный жидкостью известной плотности , в котором происходит насыщение древесных образцов. Степень насыщения определяют периодическим взвешиванием до тех пор, пока масса образцов не будет постоянной . Затем производят измерение линейных размеров предельно насыщенных жидкостью образцов, например, с помощью штангенциркуля марки ШЦЦ-I-125 с точностью измерения до 0,01 мм. По измеренным линейным размерам, путем их перемножения, определяют объем предельно насыщенных жидкостью образцов .
Математически проделанные операции имеют следующее обоснование. Истинная плотность древесины  определяется отношением массы абсолютно сухого образца  к истинному объему древесины :
. (1)
После помещения образцов в эксикатор с жидкостью последняя проникает в поры древесины, заполняя все пустоты. В зависимости от применяемой жидкости древесина в процессе насыщения может разбухать. Поэтому после насыщения образца древесины жидкостью истинный объем определится разностью между объемом насыщенного образца  и объемом поглощенной жидкости :
. (2)
В свою очередь объем поглощенной жидкости можно определить по выражению:
, (3)
где  – масса предельно насыщенного жидкостью образца древесины,
– масса образца древесины в абсолютно сухом состоянии,
– плотность жидкости.
С учетом (2) и (3) выражение (1) для определения истинной плотности древесины примет вид:
. (4)
где  – истинная плотность древесины,  – масса абсолютно сухого образца древесины,  – масса предельно насыщенного образца древесины,  – плотность жидкости,  – объем предельно насыщенного образца.
Использование данного способа позволит определять истинную плотность древесины с большей точностью при насыщении ее различными жидкостями.
Работа выполнена с использованием ресурсов ЦКП «Экология, биотехнологии и процессы получения экологически чистых энергоносителей» Поволжского государственного технологического университета, г. Йошкар-Ола при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования РФ (соглашение № 075-15-2021-674).