家具木材干燥基础知识

家具木材干燥基础知识木材干燥新鲜木材含有大量的水分，在特定的环境下水分会不断蒸发。水分的自然蒸发会导致木材出现干缩、开裂、弯曲变形、霉变等缺陷，严重影响木材制品的品质，因此木材在制成各类木制品之前必须进行强制（受控制）干燥处理。木材干燥设备-烘炉？木材干燥设备要实现对木材的强制干燥，必须具备三个基本功能：加热、调湿和通风。加热功能不言而喻；调湿（喷蒸汽或雾华水）用于保障干燥某些阶段所需的高湿度环境，防止木材开裂、变形等；通风设备必须保证湿热空气均匀地穿过材堆的各个部位，使干燥后的木材含水率均匀。木材含水率是木材干燥最重要的参数之一，科学的干燥工艺是围绕木材含水率制定的。木材含水率较高时，必须采用较低的温度和较高的湿度；木材含水率在30%左右是关键时期，干燥必须平缓进行；不同材堆的木材含水率差异较大时，必须进行均衡处理......。含水率（w%）=（含水木材之重量-干木材之重量）/（干木材之重量）x100%=0.76/3.4x100%=22.3%木材置于一定的环境下，在足够长的时间后，其含水率会趋于一个平衡值，称为该环境的平衡含水率（EMC)。当木材含水率高于环境的平衡含水率时，木材会排湿收缩，反之会吸湿膨胀。例如，广州地区年平均的平衡含水率15.1%，北京地区年平均含水率为11.4%。干燥到11%的木材用于北京是合适的，可用于广州将会吸湿膨胀，产生变形。真空干燥窑把木材堆放在密闭的容器内，在低于大气压力的条件下进行干燥的方法称为木材真空干燥。其特点是木材可在较低的温度下获得较快的干燥速度。一些常规窑干中易开裂，皱缩的木材、较难干燥的厚锯材，采用真空干燥法干燥周期明显缩短，提高干燥质量。木材干燥窑自动控制系统真空干燥窑体主要特点:◆由于是在真空下干燥，在较低温度下有较高速率，比一般干燥设备速度提高2倍，能源热利用率高，特别适合热敏性物料和易氧化物料的干燥。◆封闭干燥，产品无漏损，不污染，适合强烈刺激，有毒害性物料的干燥。◆物料在转动中混合干燥，可以将物料干燥至很低的含水量（小于等于0.5%），且均匀性好，适合不同物料要求。◆设备结构紧凑，占地面积小，操作简便，减轻劳动强度，节省劳力。◆用户可选用无极调速（1~10转/分）和有级调速（额定转速6~10转/分），便于调整干燥能力和适应不同的要求。常规蒸汽干燥窑轨道装载式常规蒸汽干燥窑进窑方式：轨道装载式叉车装载式常规蒸汽干燥窑木材进窑方式：叉车装载式木材热风干燥窑木材热风干燥，是一种利用热风气体对流从而对木材起干燥作用的技术。即被干木料按一定要求垛成具有水平气道或竖直气道的材堆，置于干燥窑内。干燥介质(热风气体)在窑内有规律地流，先通过加热器吸收热量后，以一定的流速穿过材堆，将热量传给木材，并把木材中蒸发的水份带走，然后由进/排气道排出部分废气，同时吸入一些新鲜空气补充，使相对湿度维持在一定的水平。如此周而复始地进行热、湿交换，使木材变干。本热风窑为一种间接加温的专利产品，提供干净热风，用于食品、化工、中西药品、农副产品、茶叶、烟叶、木材、饲料、烤漆等需要热风干燥的地方，用途广泛。热风窑以废木料、树柴、植物桔杆等等为燃料，成本低廉。独特的设计利用排烟余热提供热水或开水。根据木材干燥需要蒸汽喷湿的特殊要求，能把热水或开水引入炉内加热成饱和蒸汽，再受高温热风加热成过热蒸汽，随热风送入干燥室以大幅度提高环境的湿度。主要组成：热风加热木材干燥窑控制系统热风炉体安装主要特点:本热风窑的特点是采用多回程技术。与国内多种最新专利技术比较，热风流阻小，换热效率高，热风升温快，最高温度可170~180℃。在烟窗仅仅两米高的时候，炉膛下方为微负压，烟火不会外冒，炉膛中间为常压，炉膛上方为微正压。上方为对流换热主要部件，有利于增加换热效率。而且炉膛上、中、下温度均衡，整个炉膛受热均匀，加上布置合理，允许同时热胀冷缩，不容易开裂，不容易局部高温烧坏，使用寿命长。室干法：木材在建筑结构（如砖混凝土结构或钢筋混凝土结构）或金属结构的干燥室内，人工控制和调节干燥介质（空气、过热蒸汽等）的温度、湿度和气流循环速度，利用对流等传热传湿的作用，对木材进行干燥的方法，叫做室干法。利用干燥室对木材进行干燥处理是人工干燥的最基本的形式，也是目前国内外木材加工工业中应用最普遍的干燥木材的方法。这种干燥方法具有以下特点：（1）需要建造干燥室或较大的金属结构设备，但占地面积比气干场地少。（2）必须配置供热和供电的设备。（3）干燥木材的生产周期短，容易保证木材加工全过程的连续性。（4）木村的干燥程度不受自然条件、地区、季节和树种的限制，可根据要求获得任何程度的最终含水率。（5）具有较成熟的干燥理论和工艺技术，能保证干燥质量。（6）干燥设备的结构并不太复杂，使用安全可靠，不管那种类型的木材干燥室，只要按设计要求建造和定期维修保养，一般均可使用15年以上木材干燥的意义有哪些？木材经过干燥处理以后，可以取得以下几方面的效果。（1）提高木材和木制品使用的稳定性。木材长期暴露在空气中会发生湿胀和干缩现象，而木材的不均匀的湿胀干缩，往往会引起木材开裂和变形，影响使用，造成浪费。若用湿的木材或没有干燥好的木材制造产品（如门窗、地板、家具等）时，刚刚做好时好像不错，可是经过一段时间后，随着木材的变干就会发生门框歪斜、地板翘曲、接榫松脱或板面开裂等现象，造成很大的损失。生产单位若在使用前，将木材干燥到使用要求的含水率，就可以保证木制品结构的稳定性，使之外形美观、经久耐用。（2）提高木材和木制零件的强度，当木材含水率低于纤维和饱和点时，木材的强度将随着木材含水率的降低而提高。经过干燥后的木材，可以改善切削加工条件，提高木结构零件的强度、胶接强度与木制品的表面装饰质量。木材的导热性质与导电性质是随着它的含水率的改变而改变的，要提高木材的保温性与绝缘性，也需要用降低含水率的办法来减小导热性与导电性。（3）预防木材的贬质和腐朽。湿木材如果长时间堆放在露天空气中，若不采取适当的措施，往往会发生腐朽或遭虫害。当木材含水率降低到20%以下时，可大大减少菌类和害虫的侵害与破坏。所以，一般在生产单位，把木材干燥到含水率8-15%左右。这样不仅保证了木材的固有性质和强度，而且也提高了木材的抗腐蚀能力。（4）减轻木材的重量。新砍伐的木材，其含水量甚至超过了本身的重量，经过短期存放、自然干燥后，它的含水量仍然很高。木材经过室干后，其重量可减轻约30-50%，有利于提高车辆的运载能力。总之，经过干燥的木材，可以保证木材制品的质量，改善木材的使用性能，延长使用年限，从而节约了木材。多年来的实践证明，木材干燥在生产上是不可缺少的过程，在科学上已成为专门的学科木材干燥的基本原理是什么？木材中的水分主要有自由水和吸着水两种。存在于由细胞腔组成的大毛细管系统内的水分叫做自由水，它的增减只影响木材的重量，而不影响木材的性质；存在于细胞壁组成的微毛细管系统内的水分叫做吸着水，它的变化，不仅能使木材产生收缩和膨胀，而且也将影响木材的其他物理力学性质。木材干燥就是要排除木材中的自由水和吸着水，以适应不同的用途和质量要求。干燥木材的方法虽然有多种，但基本原理是共同的，即利用沿木材厚度上的含水率梯度，以及在加热后形成的内部大、外部小的水蒸汽分压力差，促使水分以液态和汽态两种形式连续地由内部向外部移动，并通过木材表面向外界蒸发；内部的水分移动强度应与表面的水分蒸发强度协调一致，使木材由表及里均衡地变干。传统的蒸汽干燥室，它的干燥过程是：先使高温度（100℃以下）和高温度（饱和或接近饱和）的湿空气在循环流动中不断地穿过材堆，对木材预热。当木材及其水分被加热到一定程度后，按干燥基准的规定，降低介质的温度和相对湿度，迫使木材中的水分从表面蒸发，这是干燥开始。然后按照干燥基准规定的程序，逐步提高介质的温度及降低相对湿度，使木材中水分的蒸发面逐渐移向内部，直到干燥结束。在干燥过程中，应能消除或减轻内应力、开裂和变形，不降低木材的物理力学性质，以保证干燥质量。什么叫木材的含水率？木材中水分的含量，叫做含水率，或称含水量。用水分的重量对木材的重量之比的百分率（%）表示。木材的含水率有二种表示方式：第一种叫绝对含水率，或称含水率。用全干木材的重量作为计算基础，用字母W表示，其计算公式为：如用符号表示，计算公式是：第二种叫相对含水率，是用湿材重量作为计算基础的，用符号W0表示，计算公式为：在木材干燥生产中，广泛采用的是绝对含水率（简称含水率）什么叫自由水？什么叫吸着水？木材中的毛细管系统有两大类，即大细管系统和微毛细管系统。木材中的水分就存在于这些毛细管系统之中。由细胞腔组成的大毛细管系统，对水分的束缚力很小以至无束缚力，水分能够从大毛细管系统的断面自由地蒸发出去。因此，把存在于大毛细管系统内的水分，叫做自由水。自由水的增减，只能影响木材的重量、保存和燃烧能力，而不影响木材的性质。由互相通连的细胞壁构成的微毛细管系统，对水分有程度不同的束缚力，若要使微毛细管系统内的水分向空中蒸发，必须把空气的湿度降低到一定的程度；或者在加热条件下加速水分的运动，才能克服微毛细管的束缚力，向空气中蒸发。同时，微毛细管系统不但在一定的条件下向空气中蒸发水分，而且也能够吸收空气中的水分。因此，把存在于微毛细管系统内的水分，叫做吸着水。吸着水的增减变化，不仅使木材发生膨胀和收缩，而且也影响到木材的其它物理力学性质。另外，木材中还有一种化合水，它存在于木材的化学成分中。化合水的数理很小，只有在化学加工时，才有意义。什么叫木材的纤维包和点？前面已讲到，吸着水存在于细胞壁内，而细胞壁能容纳水分的空间是有限的，也就是说吸着水的数量有一定限度。在大气条件下，当自由水已蒸发干净，而吸着水还保持着最高量时的木材含水率，叫做纤维饱和点，亦称吸湿极限，用W纤表示。木材的纤维饱和点随树种与温度而异。就多种木材来说，在空气温度为20℃湿度为100%时。纤维饱和点的含水率W纤的平均值为30%，变异范围为23-33%。纤维饱和点，随着温度的升高而变小。表3-3是木材在被水蒸汽饱和的空气内，纤维饱和点的变化情况。从表3-3中可以看出，随着温度的升高，木材从饱和空气中吸湿的能力将降低。木材的纤维饱和点这个概念，在干燥工艺中经常用到，应当记住。当木材的含水率在纤维饱和以上时（W纤＞30%），木材不产生干缩；当木材含水率在纤维饱和点以下时（W纤＜30%），其干缩趋势呈直线变化，即从含水率30%降低时，每减少1%，而相应的干缩系数的数值是不变的，只是随着树种及弦、径向的不同而稍有差异。另外，木材的纤维饱主和点与其导电性有关。全干木材是良好的绝缘体。湿木材是半导体。当含水率由0%增加到30%左右时，木材的比电导加大达10万倍以上；含水率从30%增大到最高限度时，比电导的加大不过4倍。什么叫木材的平衡含水率？放置在大气中的湿木材，它的含水率将随着时间的延续而逐渐降低。当木材中的水分与大气中的水分不再进行交换而达到平衡状态，即水分处于静止状态时，木材的含水率即是该温度、湿度条件下的平衡含水率，以W衡表示。平衡含水率随着木材所处的空气状态的不同而变化。当空气的相对湿度升高时，平衡含水率也升高；空气的相对湿度降低时，平衡含水率也降低；与上述情况相反，当空气温度升高时，将使平衡含水率降低。这就是说，随着温度的升高，木材的吸湿性将会降低。木材在由湿变干和由干变湿的过程中，在一定的空气状态下都逐渐地趋向于平衡含水率。在一般的情况下，由湿变干的含水率常常稍大于由干变湿的含水率。这是由于木材的微毛细管系统内的空隙，已有一部分被渗透进来的空气所占据，而防碍了木材对水分吸收的缘故。这个现象叫做吸湿滞后或吸收滞后，用ΔW表示。图3-2木材平衡含水率图单板、木屑、刨花等细小木料的吸收滞后的数值极小，可以忽略不计。气干材的吸收滞后的数值不大，实际生产上可以不计。室干成材的吸收滞后数值较大。干燥期间介质的温度越高，成材的吸收滞后越大。吸收滞后数值的变异范围在1-5%，平均值为2.5%。各种空气状态下的木材平衡含水率可在图3-2中查得。木材平衡含水率，在实际生产上有一定的意义。某地区的木材在