Перенос теплоты внутри древесины

Древесина представляет собой многофазную систему (твердый скелет, состоящий из древесинного вещества, жидкая фаза – свободная и связанная вода, пар и воздух, а в замороженном состоянии твердая фаза). Теплота внутри древесины в основном передается теплопроводностью по всем фазам, перенос конвекцией и терморадиацией незначителен.

Перенос теплоты внутри древесины, как и внутри любого другого материала, характеризуется коэффициентами теплопроводности l и температуропроводности а. Эти коэффициенты связаны соотношением а = l /(сr).

Вследствие фазовой и структурной неоднородности древесины ее теплопроводность зависит от влагосодержания, температуры, плотности и направления потока теплоты относительно волокон древесины. От этих же факторов зависит коэффициент температуропроводности а. Величина удельной теплоемкости определяется температурой и влагосодержанием. Удельная теплоемкость является термодинамической характеристикой, а не характеристикой переноса теплоты. Это связующее звено между l и а.

Интенсивность переноса одномерного потока теплоты внутри материала определяется уравнением

, (4.3)

где – градиент температуры в направлении одной из осей координат, например х, °С/м.

В многомерном теле интенсивность переноса теплоты определяется уравнением

, (4.4)

где – градиент температуры по направлению нормали к изотермной поверхности, °С/м.

Знак минус в уравнениях (4.3) и (4.4) показывают, что направление градиента температуры (в сторону повышения температуры) противоположно направлению потока теплоты.