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).

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]

Вміст вологи деревини нижче точки насичення волокна є функцією як відносної вологості, так і температури навколишнього повітря. Вміст вологи ( M ) деревини визначається як:

${\displaystyle M={\frac {m-m_{od}}{m_{od}}}}$

де m - маса деревини (з вологою) і ${\displaystyle m_{od}}$ - 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]}

${\displaystyle M_{\mathrm {eq} }={\frac {1800}{W}}\left[{\frac {kh}{1-kh}}\,+\,{\frac {k_{1}kh+2k_{1}k_{2}k^{2}h^{2}}{1+k_{1}kh+k_{1}k_{2}k^{2}h^{2}}}\right]}$

де M _eq - рівноважна вологість (відсотки), T - температура (градуси Фаренгейта), h - відносна вологість (дробова) і:

${\displaystyle W=330+0.452\,T+0.00415\,T^{2}}$

${\displaystyle k=0.791+4.63\times 10^{-4}\,T-8.44\times 10^{-7}\,T^{2}}$

${\displaystyle k_{1}=6.34+7.75\times 10^{-4}\,T-9.35\times 10^{-5}\,T^{2}}$

${\displaystyle k_{2}=1.09+2.84\times 10^{-2}\,T-9.04\times 10^{-5}\,T^{2}}$

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.

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]

• 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 (PDF). US Forest Products Laboratory. с. 4-3—4-4. General Technical Report FPL–GTR–190.

• The Who, Why, When and How of Moisture Equilibration. Image Permanence Institute. Rochester Institute of Technology. Процитовано 7 жовтня 2013.