close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

- Ухтинский государственный технический университет

код для вставкиСкачать
МИНОБРНАУКИ РОССИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Ухтинский государственный технический университет»
(УГТУ)
2
Описание древесины по внешним
макроскопическим признакам
Определение средней скорости
прироста и процента поздней древесины
Методические указания
Ухта, УГТУ, 2014
УДК 674.017 (075.8)
ББК 37.11 я7
С 61
Северова, Н. А.
С 61
Описание древесины по внешним макроскопическим признакам.
Определение средней скорости прироста и процента поздней древесины
[Текст] : метод. указания / Н. А. Северова. – Ухта : УГТУ, 2014. – 12 с., ил.
Методические указания предназначены для выполнения лабораторной работы
по физике древесины для студентов II курса направления 250400.62 – Технология лесозаготовительных и деревообрабатывающих производств дневной формы обучения.
Содержание указаний соответствует рабочей программе по дисциплине Физика
древесины.
УДК 674.017 (075.8)
ББК 37.11 я7
Методические указания рассмотрены и одобрены кафедрой физики 16.12.2013,
пр. №10.
Рецензент: М. В. Коломинова, доцент кафедры технологии и машин лесозаготовок
Ухтинского государственного технического университета, к.т.н.
Редактор: Н. С. Пономарёв, доцент кафедры физики Ухтинского государственного
технического университета, к.ф.-м.н.
Корректор: К. В. Коптяева.
Технический редактор: Л. П. Коровкина.
В методических указаниях учтены замечания рецензента и редактора.
План 2014 г., позиция 119.
Подписано в печать 28.02.2014. Компьютерный набор.
Объем 12 с. Тираж 50 экз. Заказ №282.
© Ухтинский государственный технический университет, 2014
169300, Республика Коми, г. Ухта, ул. Первомайская, д. 13.
Типография УГТУ.
169300, Республика Коми, г. Ухта, ул. Октябрьская, д. 13.
Описание древесины по внешним макроскопическим признакам.
Определение средней скорости прироста и процента поздней древесины
Цель работы:
Научиться проводить описание древесины предложенных хвойных или
лиственных пород, определять среднюю скорость прироста древесины и оценивать процент поздней древесины.
Материалы и оборудование:
Линейка, штангенциркуль, лупа, два образца древесины.
Примечание: требования к образцам по ГОСТ 16483.18–72 «Древесина.
Метод определения числа годичных слоёв в 1 см и содержания поздней древесины в годичном слое» не выдержаны.
Макро- и микроструктура древесины
Ствол изучают в трёх главных плоскостях (разрезах или распилах), которые показаны в распилах (рисунок 1): поперечный П (торцевой) перпендикулярен оси ствола, два продольных: радиальный (Р) проходит вдоль ствола через
его сердцевину по радиусу, тангенциальный (Т) направлен по касательной к
слоям годичного прироста. Ствол представлен: сердцевиной, древесиной (ядро
и заболонь), корой (корка снаружи и луб внутри). Между древесиной и корой
располагается тонкий слой живой образовательной ткани камбия, которая активна весной и летом, а «отдыхает» зимой. При разрастании он образует вовнутрь клетки древесины, а наружу – клетки луба.
ядро
заболонь
а)
б)
Рисунок 1 – Основные части ствола дерева (а) и главные его распилы (б) [1, 2]
3
Ядро (спелая древесина с меньшей влажностью) часто имеет более тёмную окраску. По наличию или отсутствию ядра древесина делится на два типа:
ядровая и безъядровая (заболонная древесина).
древесина
Ядровая:
Сосна, лиственница, кедр,
тис, можжевельник, дуб,
ясень, вяз, ива, тополь и др.
Безъядровая:
бук, осина и др. Заболонные:
ель, пихта, береза, ольха, клен,
липа и др.
Для оценки качества древесины по внешнему виду используют некоторые характеристики макроструктуры. Ежегодный прирост древесины (годичный слой) определяется активностью камбия в летний период и поэтому
зависит от «метеорологических событий: засух, влажных периодов, сильных
морозов зимой и ранних заморозков весной, жары летом, циклов солнечной активности и даже космических катастроф» [1-4]. Показателем годичного прироста, характеризующим усреднённую ширину годичных слоёв, служит число
слоёв, приходящееся на 1 см отрезка, отмеренного по радиальному направлению на торцовой поверхности образца. Степень равнослойности оценивают по
разнице в числе годичных слоёв на двух таких соседних участках длиной по
1 см каждый.
Древесина годичного прироста
ранняя
обращена к середине ствола,
более светлая и менее
твердая.
Служит для перемещения
воды вверх по стволу.
поздняя
более темная и твердая, образуется во
второй половине вегетационного
периода.
Выполняет механические функции,
определяет прочностные свойства
древесины.
Поздняя зона годичного слоя характеризуется более плотной древесиной,
и поэтому от процентного содержания поздней древесины в значительной мере
зависят прочностные свойства древесины в целом.
4
На поперечном разрезе ствола некоторых лиственных пород видны
сердцевинные лучи, линии, расходящиеся по радиусам от сердцевины к коре (рисунок 2 а).
С точки зрения физики твёрдого тела древесина имеет сложную ажурнослоисто-пористую структуру или сложную макро- и микроармированную клеточно-сосудистую структуру, в которой поры распределены по всему объёму и
занимают до 50%. Причём большое влияние на анатомическое строение древесины оказывают положение дерева в древостое, условия произрастания, сельскохозяйственные мероприятия (рубки, осушения, удобрения) и их время,
география насаждений, почвенные условия, осадки и др.
На рисунках 2-6 приведены схемы сложного микроскопического строения древесины сосны и берёзы с указанием названий отдельных структурных
элементов.
а
б
в
Рисунок 2 – Древесные клетки лиственной древесины (а); крупнопористая
древесина с кольцевыми порами (б); мелкопористая древесина с неравномерно
распределёнными порами (в)
Трахеиды – сильно вытянутые волокна с одревесневшими стенками и порами, имеющие кососрезанные или закруглённые концы (ранние и поздние);
смоляные горизонтальные и вертикальные ходы с внутренними стенками из
клеток эпителия, выделяющего смолу; паренхимы – одна или две крупные простые поры округлой или многогранной формы, соединённые в длинные ряды,
идущие вдоль ствола, входят главным образом в сердцевинные лучи (нет у тиса
и сосны); волокна либриформа (длиной от 0,3 до 1 мм, диаметром от 11 до
19 мкм, с толщиной стенок 2 до 5 мкм) – типичные прозенхимные, т. е. вытянутые клетки с заострёнными концами, узкими полостями и мощными стенками,
снабжёнными пористыми щелевидными порами и др. Вторичная древесина является продуктом деятельности камбия, который откладывает не только клетки
древесины (ксилемы), но и клетки луба (флоэмы).
5
Рисунок 3 – Схема микроскопического строения древесины
сосны по (В. Е. Вихрову) [7]:
1 – годичный слой; 2 – сердцевинные лучи; 3 – вертикальный смоляной ход;
4 – ранние трахеиды; 5 – поздняя трахеида; 6 – окаймленная пора; 7 – лучевая
трахеида; 8 – многорядный луч с горизонтальным смоляным ходом
Рисунок 4 – Строение стебля четырёхлетнего побега сосны
на поперечном разрезе, ув. 21х [7]:
1 – сердцевина; 2 – первичная древесина; 3 – вторичная древесина;
4 – положение камбия; 5 – флоэма; 6 – первичная кора; 7 – смоляные ходы
6
Рисунок 5 – Схема микроскопического строения древесины берёзы
по (В. Е. Вихрову) [7]:
1 – годичный слой; 2 – сосуды; 3 – сердцевинные лучи; 4 – либриформ
Экспериментальная часть
1 часть. Описание предложенного образца древесины
по внешним макроскопическим признакам
Указания к работе:
1. Ознакомиться с признаками предлагаемой в образце породы древесины.
2. Описать наблюдения согласно предложенной ниже схеме для хвойных
и лиственных пород.
3. Сделать выводы по предлагаемому образцу древесины, т. е. назвать
породу.
7
Рисунок 6 – Пример внешнего вида предлагаемых образцов
Макроскопические признаки пород, которые необходимо отразить в
описании:
Цвет (заболони, ядра, коры); запах; наличие сосудов; описание годичных
слоёв (ранней и поздней древесины, переход между ними); описание сердцевинных лучей; наличие смоляных ходов; отношение породы к ядровым, лиственным, хвойным.
2 часть. Определение средней скорости прироста и процента
поздней древесины
а) Определение средней скорости прироста древесины
Для измерения используют образец древесины с гладковыструганной
торцовой поверхностью и одним из размеров в радиальном направлении не менее 2 см. Например такие, как представлены на фото (рис. 7).
Рисунок 7 – Внешний вид предлагаемых образцов
Указания к работе:
1. На торцовой поверхности образца в радиальном от видимого или предполагаемого центра кривизны направлении проведите карандашом линию не
менее 2 см, на которой должны быть чётко видны границы крайних годичных
слоёв (см. рис. 8). Оцените длину отрезка l в мм.
8
2. Подсчитайте количество годичных слоёв, N, на этом отрезке и запишите в таблицу 1.
3. Вычислите число годичных слоёв в 1 см по формуле:
N
,
l
n=
где
(1)
l – протяжённость отрезка в мм.
4. Определите среднюю ширину годичных слоёв, ∆х, с точностью до 0,1 мм:
∆x =
l
.
N
(2)
5. Определите среднюю скорость прироста древесины за год (в мм/год):
υ=
где
∆х
,
t
(3)
t = 1 год = 365 дней.
6. Запишите в таблицу 1 результаты всех вычислений.
Таблица 1
№
п/п
Длина
отрезка,
l, мм
Количество
годичных слоёв,
N
Число годичных
слоёв в 1 см,
n, мм-1
Ширина
годичных
слоёв,
∆х, мм
Скорость
прироста
древесины,
υ , мм/год
1
2
б) Определение процента поздней древесины
Каждый годичный слой состоит из ранней и поздней древесины. Ранняя
зона слоя расположена ближе к сердцевине, а поздняя – к коре. Годичные слои
и чёткая граница между ранней и поздней зонами хорошо просматриваются у
хвойных и лиственных кольцесосудистых пород, что схематически представлено на рисунке 8 и конкретно – на фото (рис. 9).
Указания к работе:
1. На линии, проведённой на торцовой поверхности образца в радиальном
направлении, с помощью измерительной лупы в каждом годичном слое измерьте ширину поздней зоны, σi, в мм (см. рис. 9).
2. Запишите в таблицу 2 результаты всех измерений.
3. По полученным размерам σi и l определите процент поздней древесины
по формуле (4):
m=
(σ 1 + σ 2 + ... + σ N )
⋅ 100% ,
l
9
(4)
где l – общее протяжение годичных слоёв, в которых измеряли ширину поздней зоны, мм;
N – число слоёв.
Рисунок 8 – Определение процента поздней древесины
Таблица 2
Древесина
Длина отрезка,
Ширина поздней
зоны, σi, мм
l, мм
1
Процент поздней
древесины, m, %
1
2
…
N
1
2
…
N
2
Контрольные вопросы
1. Расскажите о строении ствола (ядро, заболонь, спелая древесина).
Опишите классификацию древесных пород по наличию ядра.
2. Опишите годичные слои, сердцевинные лучи, их строение и вид на основных разрезах ствола у пород различных классов.
3. Что относится к макроскопическим признакам строения древесины:
а) хвойных пород;
б) лиственных кольцесосудистых пород;
в) лиственных рассеяннососудистых пород.
4. Опишите методику определения скорости прироста древесины.
5. Опишите методику определения процента поздней древесины.
6. На каком срезе древесины производятся измерения в лабораторной
работе?
10
7. Отличаются ли по плотности ранняя и поздняя древесина?
8. Что влияет на скорость прироста древесины? Поясните.
Рисунок 9 – Фото образца для определения процента поздней древесины
11
Библиографический список
1. Уголев, Б. Н. Древесиноведение и лесное товароведение / Б. Н. Уголев. –
М. : Издательский центр «Академия», 2006. – 272 с.
2. Коломинова, М. В. Курс лекций по физике древесины : метод. указания
для студентов II курса направления 250400.62– «Технология лесозаготовительных и деревоперерабатывающих производств» / М. В. Коломинова, Н. А. Северова. – Ухта : УГТУ, 2012. – 72 с.
3. Станко, Я. Н. Древесные породы и основные пороки древесины. Иллюстрированное справочное пособие для работников таможенной службы /
Я. Н. Станко. – М. : Издательский центр «Академия», 2010. – 272 с.
4. Бурмистрова, О. Н. Строение дерева и древесины : метод. указания для
студентов специальности 250401 «Лесоинженерное дело» / О. Н. Бурмистрова. –
Ухта : УГТУ, 1997. – 17 с.
5. Коломинова, М. В. Механические свойства древесины : метод. указания для студентов специальности 250401 «Лесоинженерное дело» / М. В. Коломинова. – Ухта : УГТУ, 2011. – 48 с.
6. Коломинова, М. В. Физические свойства древесины : метод. указания
для студентов специальности 250401 «Лесоиженерное дело» / М. В. Коломинова. – Ухта : УГТУ, 2010. – 52 с.
12
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа