نموذج متعدد الأطوار لنقل الرطوبة في الخشب مدعوم ببيانات التصوير المقطعي المحوسب بالأشعة السينية

الملخص تبحث هذه الدراسة في ديناميكيات نقل الرطوبة في خشب القلب وخشب العصارة لصنوبر الغابة (Pinus sylvestris L.)، في ظل دورات تجفيف وترطيب متناوبة، مع دمج التفاعلات بين الماء المقيد والماء الحر وبخار الماء باستخدام نموذج متعدد الأطوار. خضعت عينات أسطوانية موجهة طولياً وشعاعياً ومماسياً لخطوات محكومة من الرطوبة النسبية (RH) بنسبة 33% و94% و64% عند 23 ^ ∘ C. وفّر التصوير المقطعي المحوسب (CT) عالي الدقة بالأشعة السينية قياسات مفصلة ومحددة زمنياً لتوزيعات الرطوبة داخل الخشب. تم تطوير نموذج متعدد الأطوار يربط بين انتشار فيك (للماء المقيد والبخار) وقانون دارسي (للماء الحر)، معززاً بحدود تحول الطور التي تراعي التبخر والامتزاز. تم تحديد المعايير الرئيسية، بما في ذلك النفاذية المطلقة والنسبية، وانخفاضات انتشار البخار المعتمدة على الاتجاه، وموترات التوصيل الحراري، وصيغ نقل الماء الحر، من خلال مطابقة ملامح الرطوبة المتوقعة مع قياسات الـ CT. ومن بين صيغ التركيز وصيغ التركيز والضغط المختلطة لنموذج الماء الحر، أنتج النهج المختلط التطابق الأكثر دقة. أظهرت صور الـ CT استنفاداً سريعاً للماء الحر خلال خطوة التجفيف الأولية، تلتها تغيرات واضحة في محتوى الماء المقيد مع رفع وخفض الـ RH. وقد حاكت عمليات المحاكاة العددية هذه الاتجاهات بدقة، مما يشير إلى أن النموذج المعاير يمثل بفعالية نقل الرطوبة فوق وتحت نقطة تشبع الألياف.