FMVD I - cvičení č.7 Propustnost dřeva pro kapaliny Stacionární a nestacionární propustnost (Darcyho zákony)

Hagen-Poisseuillův zákon Darcyho zákon pro viskózní proudění tekutin Propustnost Propustnost je objemový tok tekutin přes látku (dřevo) vyvolaný gradientem vnějšího tlaku – hydrodynamický pohyb Hagen-Poisseuillův zákon Darcyho zákon pro viskózní proudění tekutin Propustnost je dána rychlostí proudění kapaliny skrze jednotkovou krychli dřeva s jednotkovým rozdílem tlaků na opačných stěnách krychle.

1 kapilára N kapilár stejného typu N kapilár různého typu

Modely vodivých cest při propustnosti tekutin u listnatých A a jehličnatých B dřevin (Siau 1984).

!!! Vliv faktorů : K : list. >jehlič.  f (anat.) D : jehlič. >list.  f (r) L : list. >jehlič.  f (r)

Vliv vlhkosti w < MH w > MH => P  0 Vlhkost dřeva pod mezí hygroskopicity má význam u jehličnatých dřev, kde dochází k sesýchání mikrofibrilárních závěsů marga v dvůrkatých ztenčeninách, => 2-3x vyšší propustností suchého dřeva proti vlhkému stavu. Nad mezí hygroskopicity s rostoucí vlhkostí propustnost klesá v důsledku snižování efektivního poloměru kapiláry a větší možnosti vzniku nelaminárního proudění. Nejlepší propustnosti listnatých dřev je dosahováno při vlhkosti na mezi hygroskopicity. Propustnost dřeva podstatně ovlivňuje také předcházející sušení dřeva. Vzhledem k odlišným rozměrům ztenčenin u obou typů tracheid je potřeba k uzavření jarní dvojtečky navodit tlak 5 MPa (možné dosáhnout při sušení), zatímco u letní tracheidy 50 MPa (nemožné při běžných postupech dosáhnout).

Schématické znázornění vlivu vlhkosti na koef. propustnosti !!! Jehl. List. MH W

Schématické znázornění vlivu teploty na koef. propustnosti

Nestacionární propustnost (dV/dt0) Nestacionární tok kapalin v porézních materiálech se od nestacionární difuze liší existencí rozhraní kapalina-plyn na čelní ploše postupujícího objemového toku. Za předpokladu paralelně uspořádaných identických kapilár kapalina pronikne v daném čase do všech kapilárách stejně. Derivací stacionárního Darcyho zákona podle času potom lze stanovit: hloubku penetrace látky do tělesa objem přijaté látky do tělesa

Hloubka penetrace - výpočet hloubky penetrace z jednoho čela tělesa

Objem přijaté látky Zaplnění objemu dřeva kapalinou potom může být vyjádřeno poměrem dostupné pórovitosti, plochy tělesa a hloubky penetrace látky: a po dosazení za x (hloubka penetrace):

Mechanismus uzavírání dvůrkatých ztenčenin BS podle Harta a Thomase (1967) a Siau (1984). Na rozhraní vzduch–kapalina se postupně snižuje poloměr menisku - (a) v porusu, (b) mezi torusem a valy buněčné stěny, (c) v margu, (d)- (f) uzavření ztenčeniny a vyklenutí torusu kapilárními silami v důsledku malého poloměru menisku v torusu.