木材干燥学期末

木材干燥：在热力作用下以蒸发或者沸腾的方式将木材内水分排出（或者使含水率降低到使用要求）的过程。木材干燥曲线：既单位时间内木材平均含水率的变化曲线。木材干燥室：装配有通风和加热设备，用来干燥木材的建筑物或者金属容器干燥基准：在木材干燥过程中根据干燥时间和木材状态变化（含水率）而编制的干燥介质温度和湿度的变化程序表。干燥介质：指在干燥过程中将热量传给木材、同时将木材派出的水分带走的媒介物质，叫做干燥介质。种类：湿空气、过热空气、炉气。干缩：当细胞内的吸着水从木材中排除时，木材的尺寸随着减小的现象。干缩系数：在纤维饱和点以下时，木材的含水率每降低1%而引起木材的收缩量，叫做木材的干缩系数，简称干缩系数。润涨：在木材由绝干状态到湿润到纤维保和点的是很的膨胀现象纤维饱和点：当木材细胞腔中的自由水蒸发完毕，而细胞壁中的吸着水还处于饱和状态时的木材含水率叫纤维饱和点。解吸：若木材含水率较高，存放在干燥的空气中，木材细胞壁微毛细管中的水蒸气分压大于周围空气中水蒸气分压，则微毛细管系统能向周围空气蒸发水分的现象。吸湿：细胞壁内的微毛细管系统能从空气中吸收水分的现象。吸湿滞后：干木材在吸湿过程中吸湿稳定含水率或多或少的低于在同一样空气状态下的解吸稳定含水率的现象木材平衡含水率：薄小木材在一定空气状态下最后达到吸湿稳定含水率或解吸稳定含水率叫做平衡含水率。绝对湿度：每1立方米湿空气（空间）中所含有水蒸汽的克数（g）相对湿度：每立方米湿空气中含有水蒸汽的重量与同温同压下可能含有的最大水蒸汽的重量之比。湿含量：含有1kg干空气的湿空气中水蒸汽的克数g露点温度：一定状态的空气冷却到饱和状态时的温度叫露点温度。导热系数：在木材单位厚度上温度每降低1摄氏度时单位时间内通过单位面积的热量叫做导热系数。干度：1kg湿蒸汽中干蒸汽的相对重量。叫做水蒸汽的干度，简称干度。热含量:1kg干空气的湿空气中含有的热量，即(1+0.001d)公斤湿空气中含有的冷却极限温度：是指水分蒸发时空气达到饱和状态时的温度。湿球温度：在热含量不变的情况下，水分从木材蒸发到空气中，使其相对湿度逐渐增加，当达到饱和状态时的温度。室干：指在干燥室内人工控制干燥介质的参数对木材进行干燥的方法。自由水：存在于由相互连通的细胞腔所构成的大毛细管系统内，其性质类似于自由水面的水分；吸着水：存在于由相互连通的细胞壁构成的微毛细管系统内，被吸附在纤维素、半纤维素、木素和其它组分的羟基上；湿空气：湿空气是干空气和水蒸汽的混合物，或是含有水蒸汽的空气。导热：物体与直接接触面发生的热量交换现象叫导热。对流传热：由于流体各部分发生相对位移引起的热量传递过程叫对流传热。热辐射：以电磁波的形式传递能量的过程叫做热辐射。大毛细管系统：由相互连通的细胞腔及细胞间隙构成，对水分的束缚力很小甚至无束缚力。1.按照木材中水分排出的方式木材的干燥可分为机械干燥、化学干燥和热力干燥这三种。热力干燥按条件人为控制与否可分为大气干燥、人工。根据木材加热方式不同，热力干燥又可分为对流干燥，电介质干燥，辐射干燥和接触干燥2.木材干燥的干燥设备动力设备、热力设备、检测设备、运输设备3.木材干燥的干燥工艺准备工作，干燥基准测定，干燥结束，干燥储存4.水蒸汽按其状态可分为：湿饱和蒸汽，干饱和蒸汽，过热蒸汽5.湿空气是干空气和水蒸气的混合物。湿度分为绝对湿度和相对湿度6.I-d图主要线系构成等焓线和等湿含量线，等温线，等相对温度线，等水蒸汽压力线，此外还有密度和比体积线系等7.干燥介质的炉气要求：少烟或无烟，无火花和灰尘，温度适宜稳定，炉气的气流量稳定8.木材可按干湿程度分为六级：湿材、生材、半干材、气干材、室干材、绝干9.干缩规律：弦向径向纵向阔叶树材的干缩针叶木材密度高的木材干缩密度低的木材10.干缩过程与湿胀过程一般限制在纤维饱和点和全干状态之间11.气态干燥介质主要包括（湿）空气、炉气和常压过热蒸汽这三种12.相对湿度也可称作空气的饱和度，在一定温度空气被水蒸汽所饱和的程度。13.一定状态的空气冷却到饱和状态时的温度叫露点温度14.影响木材热扩散的因素有木材密度，含水率，温度，热流方向15.通常把传热现象看做是导热，热对流，热辐射这三种基本方式，传热的主要形式是导热和热对流。同样，湿交换也可分为：稳定湿交换和不稳定湿交换16.按照温度场是否随时间变化，导热可分为稳定导热，非稳定导热17.在木材干燥相对湿度的测量常用的是干湿球湿度计和毛发湿度计18.干燥初期应力外拉内压阶段，干燥末期应力外压内拉阶段19.干燥过程中产生内应力的原因：木材构造上的各向异性，木材断面上含水率分布不均匀应力种类：①湿应力②残余应力③全应力20.测定含水率的方法有很多种，生产单位通常采用的的是重量法和电测法1目前木材干燥室以湿空气为主要干燥介质，蒸汽为主要热源，对流换热为主要热交换方式2按照作业方式，干燥室可分为周期式干燥室，连续式干燥室3按照干燥介质的种类分为空气干燥室，炉气干燥室，过热蒸汽干燥室4按照干燥介质的循环特性分为自然循环干燥室，强制循环干燥室5周期式强制干燥室根据风机在干燥室布置的不同又可分为室内顶风机型，室内侧风机型，室内端风机型和喷气型6室内顶风机型又可分为纵轴型，横轴型和直联型7干燥室的设备供热设备，调湿设备，通风设备，木材运载与装卸设备及检视设备和仪表8供热与调湿设备主要包括加热器，喷蒸器，疏水器和连接管路。疏水器是安装在加热管道上的必须设备之一，其作用是排除加热器中的冷凝水，阻止蒸汽损失，以提高加热器的传热效率，节省蒸汽。常用加热器：铸铁肋形管、平滑管、螺旋片式、轧片式加热器9喷蒸管是用来快速提高干燥室内的温度和相对湿度的装置。10干燥设备的技术经济技能包括工艺性能，使用性能，节能效和经济效果11温度测量仪表按测温方式可分为接触式和非接触式12热电阻温度计是中低温区最常用的一种温度检测器木材干燥技术上的温度测量，毛发温度计已被淘汰，目前应用较多的主要有干湿球温度计，平衡含水率传感器和湿敏传感器13测量木材含水率的方法有称重法，电测法，干馏法，滴定法和湿度计法。在木材加工领域通常采用烘干法和电测法14电测法常用的含水率测量仪器有直流式含水率仪和交流介电式测湿仪15干燥应力测定的方法可归纳为实测法，切片分析法，疏齿分析法16检验板式整窑木材的代表，选制时应注意以下的问题，初含率较高，无腐朽无节疤材质密实，弦向板，边材多17按干燥过程的控制因素通常将干燥基准分为时间干燥基准和含水率干燥基准。目前，常用的基准多为含水率基准。其又可分为波动干燥基准，半波动基准，过热蒸汽干燥基准18干燥梯度是木材的平均含水率与干燥介质平衡含水率之比19根据被干燥木材的干燥质量，干燥一般用效率，安全性，软硬度三个指标评20除湿干燥系统可分为木材干燥室和除湿机两部分21木材除湿干燥过程中，热量是由除湿机的冷凝器提供22木材真空干燥设备主要由干燥罐体，真空泵，加热系统，冷凝系统及控制系统组成23真空泵课分为水环式真空泵，水喷射式，油环式24整体上把握，真空干燥可分为预热，干燥，调湿处理三个阶段25平板型集热器有吸热板，透明盖板，隔热板，外壳等组成26太阳能干燥室根据集热器与干燥室的关系大致可分为暖房型，半暖房型，集热器型太阳能干燥室27高频和微波加热可分为电磁感应加热和电介质加热木材干缩的各向异性：弦向径向纵向弦径向干缩的差异原因：1、木射线对径向收缩的抑制；2、早晚材的影响。干燥介质是指在干燥室内能够传热、传湿的媒介物质。即把热量传给木材，同时将木材排出的水汽带走的媒介物质。炉气作为干燥介质的特点：既可作干燥介质，又可作载热体Id-图的应用：湿空气在加热（冷却）过程中，沿d线上升（下降），温度升高（降低），焓增加（减少），其湿含量不变，相对湿度降低（升高）因无水汽增减即d=const上升与t=86°相交于B点，查得φ=25%由B点垂直向下湿含量d=112g/kg，沿等焓线向着图右下方I的值为400kJ/kg；沿P线垂直向上求出Psz=15800Pa.同理，求出相应密度值0.91kg/m³，比体积值v=1.22m³/kg干空气。下降和φ=100%相交时，得到露点温度t=一、木材干燥在整个木材加工过程中的意义？1.提高木材和木制品的使用稳定性，防止变形和开裂2.提高木材的力学强度，改善木材的物理性质能。3.预防木材的变质与腐朽，延长木制品的使用寿命。4.减轻了木材的重量。5.改善木材的环境学特性。二、木材干燥的发展趋势？1.降低干燥缺陷以外的木材损耗2.发展短周期、低能耗、低成本、高质量的干燥方法：A两段式B联合式C新型干燥技术的探索D新能源干燥3.完善控制系统（温度、相对湿度、换气）4.对现有的干燥方法进行改造。三、简述木材干燥的方法有几种？各自的特点如何？1大气干燥：简称气干，它是利用自然界中大气的热力蒸发木材的水分，达到干燥的目的。分为自然大气干燥、强制大气干燥。优点：①生产方式简单，不需要太多的干燥设备，节约能源；缺点①占地面积大，干燥时间长，干燥过程不能人为地控制，受地区、季节、气候等条件的影响；②终含水率较高③在干燥期间易产生虫蛀、腐朽，变色，开裂等缺陷。原理：材堆内的空气吸收水分密度增加而下降，温度高的湿空气上升，形成垂直方向的气流循环，使木材干燥。2、常规干燥方法(室干法)特点：①以湿空气作为传热介质；②传热方式以对流传热为主。优点:干燥周期短，介质条件可控制，可以得到任何终了含水率，干燥技术成熟，干燥质量好；缺点：能源消耗大，设备投资大，干燥成本较高，对环境不太友好3、除湿干燥特点：优点：①节能②不需锅炉，设备投资费用低③属于低温干燥，干燥质量较好；④使用电能，对环境污染小；⑤操作简单，对干燥工人技术要求不高。缺点：①干燥温度低，干燥周期长；②主要消耗电能成本往往较高。原理：通过专用设备除湿器冷凝的方法，排除从木材中蒸发出来的水蒸汽，即湿空气是在封闭系统内作“冷凝→加热→干燥”往复循环。除湿干燥在我国适用于下述情况：水电资源丰富，电费便宜的地区；没有锅炉的中、小型企业；对环境污染要求高的地区；小批量干燥硬阔叶树材或用于硬阔叶树材的预干。4、真空干燥特点：优点：①干燥周期短②干燥质量好，适合于透气性好的硬阔叶材厚板或易皱缩的木材。缺点：①能耗较高②容器的容积较小③干燥设备及干燥过程的控制较为复杂。原理：⑴降低了水的沸点，木材表面水分蒸发加剧⑵在木材中形成内高外低较大的压力差，木材内部水分移动加快⑶形成内高外低较大的含水率梯度，木材内部水分移动加快⑷木材内部水分之间粘度降低，木材内部水分移动加快5、太阳能干燥特点：优点：节省能源缺点：干燥周期较长，而且受地区、季节和气候等条件的影响。原理：利用集热器吸收太阳辐射能加热空气，再通过空气对流传热，干燥木材6、高频干燥和微波干燥特点：优点：①干燥速度很快②干燥质量好③便于实现自动化流水作业缺点：①耗电量大，干燥成本高②设备复杂，投资较高③设备折旧费高④需要专门的防护⑤在流水线上干燥时，木材的变形难控制。原理：高频干燥和微波干燥都是把湿木材作为电介质，置于高频或微波电磁场中，在电磁场的作用下，引起木材中水分子的极化，由于电磁场的频繁交变，使被极化了水分子高速频繁地转动，水分子之间发生摩擦而产生热量，从而加热和干燥木材。7、加压干燥方法特点：①干燥质量好，周期短，能耗较少；②成材加压干燥后颜色变暗，在节子周围会出现较大裂纹；③容器的容积较小，生产量不大根据木材中水分存在状态，水分可分为三类：自由水、吸着水和毛细管水。四、木材内部水分移动路径1）微毛细管径路2）大毛细管径路3）混合路径五、木材内部水分移动的影响因素内因：1）树种：纹孔大而多，且纹孔上膜上的微孔数量多、纹孔开放的树种水分移动快；一般密度小得树种水分移动快。2）木材的部位：心材较边材移动慢，主要是由于心材的纹孔多闭塞，且内含侵填成分。3）水分移动方向：顺纤维方向的水分传导比横纤维的大10-20倍，又横纤维方向上的径向水分传导比弦向水分传导大15%-20%，由于木射线的影响。4）含水率：含水率对水分移动影响不明显。干缩引起纹孔膜上微