Скорость естественной сушки древесины прямо зависит от параметров атмосферного воздуха и находится в обратной зависимости от толщины сушимого материала.
Температура и относительная влажность воздуха определяют его сушильную способность. Чем выше температура и ниже относительная влажность, тем больше водяных паров может поглощать каждый кубометр атмосферного воздуха. Таким образом, дефицит влажности является единственным показателем сушильной способности атмосферного воздуха.
Располагая многолетними метеорологическими наблюдениями за состоянием воздуха в районах Архангельска и Вологды, мы определили для них среднемесячный дефицит влажности и построили графики сушильной способности воздуха.
Сушильная способность воздуха на протяжении года резко колеблется. Наблюдая за просыханием лесных материалов, мы пришли к выводу, что дефицит влажности влияет не только на интенсивность сушки, но и на степень просыхания древесины. Например, установлено с достаточной точностью, что хвойные пиломатериалы до влажности 29% и ниже просыхают только при дефиците влажности 1,2 г на 1 м3 воздуха и выше. Это позволило нам на графике через точку 1,2 оси ординат, параллельно оси абсцисс, провести прямую, которая, пересекая кривые, графически подразделяет их на две части, соответствующие определенным периодам года.
Верхняя часть кривых характеризует активный период сушки, когда древесину можно высушить до точки сухого иммунитета. Нижняя часть кривых соответствует периоду замедленной сушки; в это время года древесина на складах может потерять лишь некоторое количество свободной воды.
Следовательно, лесные материалы, вне зависимости от их поперечного сечения, в период замедленной сушки не могут достигнуть транспортной влажности.
Можно считать, что период активной сушки в районе Архангельска продолжается с половины апреля до половины сентября, а в районе Вологды — с первого апреля до конца сентября.
Многочисленными исследованиями установлено, что древесину можно высушить только до определенной влажности, строго соответствующей относительной влажности и температуре воздуха. Эту влажность древесины принято называть равновесной или устойчивой, так как она находится в равновесии с температурой и влажностью окружающего воздуха.
Поскольку состояние атмосферного воздуха на протяжении года подвержено значительным колебаниям, лесные материалы на складах могут быть просушены только до известных пределов.
В замедленный период сушки величина равновесной влажности не имеет практического значения, ибо древесина не может просохнуть ниже гигроскопической точки.
Следовательно, на складах целесообразно сушить, только такие лесные материалы, начальная влажность которых выше равновесной влажности. Лесные материалы и изделия из древесины, имеющие влажность 16% и ниже, необходимо изолировать от атмосферного воздуха, укладывая в специальные штабели или сараи.
Интенсивность сушки древесины во многом зависит от скорости движения воздуха на складе и внутри штабелей. Исследования показывают, что сосновые и еловые доски, уложенные в верхней части штабеля, достигают равновесной влажности на несколько дней раньше, чем в нижней части штабеля.
При прочих равных условиях штабели, расположенные в крайних секциях склада, просыхают значительно быстрее, чем в центре склада. Узкие шпации (промежутки между досками в ряду) в 5—7 см по сравнению с нормальными шпациями 10—14 см увеличивают сроки просыхания досок на 20—40%. Горизонтальные разрывы, вертикальные трубы и другие устройства в штабелях, способствующие циркуляции воздуха, значительно ускоряют просыхание досок и улучшают их качество. Тамм образом, обеспечение равномерной и непрерывной циркуляции воздуха внутри штабелей и на складе — основная задача сушки древесины атмосферным воздухом.
Интенсивность сушки во многом зависит от процентного содержания ядра или спелой древесины и заболони.
Для изучения этой зависимости нами еще в 1936 году был поставлен следующий опыт. На лесопильном заводе было отобрано по 24 доски сосновых заболонных и сосновых ядровых, еловых заболонных и еловых спелодревесных.
Опытные доски укладывались в штабель для сушки. Начальная влажность у сосны колебалась в пределах 85—115% в заболони и 34—36% в ядре. У ели влажность заболони составляла 80—115% и спелой древесины — 36—41%. Оказалось, что заболонные доски, несмотря на большую влажность, просохли до транспортного состояния (23%) одновременно с ядровыми и спелодревесными.
Высушивание образцов ядра и заболони в лабораторных условиях при постоянной температуре и относительной влажности воздуха показало, что при удалении капиллярной воды заболонь просыхает примерно в три раза скорее ядра, а при удалении гигроскопической воды интенсивность просыхания заболони не превышает 20—30%.
Следовательно, чем больше в лесных сортиментах ядра или спелой древесины, тем медленнее пойдет сушка. Однако это не относится к круглому лесу, где сушка ядра начинается только после предварительного просыхания заболони.
Интенсивность сушки значительно зависит от породы древесины. Так, по нашим наблюдениям, сосновые бревна, доски и рудничные стойки просыхают на 20—40% медленнее еловых. На скорость просыхания влияют и размеры поперечного сечения сушимого материала. С увеличением диаметра и толщины сортиментов сроки просыхания их значительно возрастают. Это объясняется, с одной стороны, увеличением среднего расстояния передвижения воды от центра к периферии, с другой — сокращением средней удельной поверхности испарения на 1 м3 сушимой древесины.
Исходя из изложенных выше теоретических положений и резкого различия лесных материалов по форме и размерам поперечного сечения, целесообразно рассмотреть отдельно приемы сушки круглого леса и пиломатериалов