木材干燥学期末

1、木材干燥学期末作者: 日期: 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

2、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

3、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 水蒸汽的重之比。湿含:含有1 kg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*：1kg干空气的湿空气中含有的热即（1+0. 001 d）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，

4、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金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

5、力。4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图主要线系构成等焰线和等湿含量线,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

6、尘.温度适宜稳定.炉气的 气流稳定&木材可按干湿程度分为六级：斟、生爲 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2针叶木材 密度高的木材干缩2密度低的木材10.干缩过程与瘟胀过程一般限制在纤维饱和点和全干状态之间行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磁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

7、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：湿应力残余应力全应力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法和电测法 1目前木材干燥室以湿空至为主要干燥介质瑟汽为主要热源.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

8、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缠风机型，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 葢萱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

9、经济效果11温度测仪表按测温方式可分为接触式和耳熨触式142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,干憎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

10、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縮体.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，真空干燥可分为融，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.M 幅

11、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：仁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）.熔增加（减少），其湿含不变，相对湿度降低（升高）因无水汽增 减即d=const 上升与七二86。相交于B点.查得0=25% 由B点垂直向下湿 含*d=112g/kg,沿等焙线向着图右下方I的值为400kJ

12、/kg；沿P线垂直向上 求出Psz=15800Pa.同理，求出相应密度值0. Wkg/m3,比体积值v=l. 22 mVkg 干空气。 下降和4>=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）

13、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：生产方式简单.不需 要太多的干燥设备.节约能源；缺点占地面积大，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；终含水率较高在干燥 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：以湿空气作为传热介质；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

14、，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：节能不需锅炉，设备投资费用低属于低温干燥, 干燥质量较好；使用电能.对环境污染小；操作简单.对干燥工人技术要 求不高。缺点：干燥温度低，干燥周期长；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T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

15、干燥特点：优点：干燥周期短干燥质量好，适合于透气性好的硬阔 叶材厚板或易皱缩的木材。缺点：能耗较高容器的容积较小干燥设备及 干燥过程的控制较为复杂。原理：降低了水的沸点，木材表面水分蒸发加剧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形成内高外低较大的含水率梯度.木材内部水分移动加快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：干燥速度很快干燥质好便于实现 自动化流水作业 缺点：耗电量大，干

16、燥成本高设备复杂投资较高设 备折旧费高需要专门的防护在流水线上干燥时，木材的变形难控制。原理：髙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，从而加 热和干燥木材。7、加压干燥方法特点：干燥质好，周期短，能耗较少；成材加压干燥后 颜色变暗，在节子周围会出现较大裂纹；容器的容积较小.生产不大 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

17、素内因:1）树种：纹孔大而多且纹孔上膜上 的微孔数多、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%f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孔扩大5）木材 温度：温度越高.水分移动越快。一方面增加了水分子的动能，另一方面降低 了水分子之间的粘度。外因：干燥介质的温度、湿度和气流速度。六、干燥室的主要设备.加热器的作用、类型及要求 主要设备：供热

18、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等。加热器的作用加热室内空气.提高室内温度.使空气称为有足够热的干燥 介质.或是使室内水蒸气过热，形成常压过热蒸汽，作为干燥介质来干燥木材 要求：C能够均匀地放出足够的热比 有最大的传热系数及较大的传热面积2） 能灵活可靠地调节所放出热量的大小3）耐腐蚀、结构紧凑，使用金属材料少， 造价低4）当温度变化幅度比较大时加热器的结合处不松脱 分类：1）铸 铁肋形管加热器2）平滑钢管加热器3）螺旋绕片式加热器4）轧片式加热器七、隔条的作用及摆放？ 1）使干燥介质能在每一层板材之间自由流通以便将 热传递给板材，同时把从板材中蒸发的水分带走。2

19、）使材堆在宽度方向上稳 定；3）使材堆的各层木材相互挟持，防止和减轻木材的翘曲。隔条的摆放：25mm厚的板材.隔条间距不超过05m； 50mm厚的板材.隔条间 距按0.8H.0布置；50mm以上木材，隔条间距取0m到1 2m八、干燥的基准及种类？定义;根据干燥的时间和木材含水率的变化而编制的 干燥介质温度和湿度变化的程序表。分类含水率干燥基准、时间干燥基准. 连续升温干燥基准、干燥梯度基准。木材干燥前的准备工作：1）干燥室壳体和设备的检查：2）锯材的堆积：材堆 的规格和形式、隔条、堆积锯材时的注意事项九、木材干燥的整个过程？周期式强制循环木材干燥室的干燥工艺过程包括：准备工作、干燥基准（工艺）

20、 的控制、干燥结束和木材贮存等工序。仁准备工作：干燥前的准备工作包括干燥设备检查、指定或者选择干燥基准。 确定最终含水率和干燥质指标、锯制检验扳和试验板八含水率测试、材堆进 干燥室等。2、干燥基准的控制 A干燥室启动B锯材预热处理（加热木材，并使木材 热透。使含水率梯度和温度梯度的方向保持一致，消除木材的生长应力，对于 半干材和气干材还有消除表面应力的作用，对于生材和湿材.预热处理可以使 含水率偏高的木材蒸发一部分水分，使含水率趋于一致。同时，预热处理也可 以降低纤维饱和点和水分的粘度.是木材表面的毛细管扩张.提高木材表面水 分移动的速度。）c干燥室温度和湿度的调节D中期处理（喷蒸处理，使木材

21、表面的水分蒸发停止，甚至有点吸湿，让木材 内部的水分向木材表面移动.从而减少木材的应力）E终了处理，当锯材干燥到终含水率并经平衡处理后，需终了处理。消除奴才 横断面上含水率分布的不均匀，消除残余应力。3、干燥结束木材冷却后卸出，以防木材的开裂4、木材的贮存技术上要求含水率不发生大幅度波动。对于贮存时间较长的 幕僚.应按树种规格分别堆放成互相衔接的密实材堆，一次减轻幕僚的变化 程度。+、耒材干燥的缺陷，产生的主要原因及如何采取措施？表裂：原因：前期，温度过高、湿度过低 措施：调整干燥基准，降低温度，提高湿度，喷蒸处理。内裂：在木材内部沿木射线裂开。原因：后期，无中间处理，表面硬化严盍。 措施：中

22、期调湿处理降低后期温度或干燥前将木材进行改性处理。端裂：木材干燥时木材端面沿径向的开裂。原因：端部水分蒸发过快，干燥基 准过硬措施：两端涂防水涂料。如沥青、石蜡等皱缩：原因：木材细胞不均匀收缩引起的不均匀凹陷。措施：进行冷冻.蒸汽处理，调整干燥工艺弯曲变形：原因：由于板材纹理不貢、各部位的收缩不同或不同组织间的收缩 差及其局部塌陷而引起的。措施：合理装堆，控制干燥工艺，放置堇物。发需：原因：空气温度低，适度太高；材堆内气流滞缓措施：1正确码垛，提 高温度降低湿度2设置挡风板，加大风速炭化：原因：温度过高（微波干燥）措施：在水分较低时减少微波的功率1.燥室干燥方法的选用？有蒸汽加热干燥，炉气加热

23、干燥，除湿干燥和其他干 燥。蒸汽加热干燥有点：温度容易调节和控制，并可以调湿处理.干燥质量有 保证。工艺成熟.操作方便.可实施自动换或半自动化操作.便于集中和统一 管理。设备性能好，使用寿命长。干燥室的容较大.节能效果较好，干燥成 本适中或偏低。可以用煤也可以用废木料做燃料。缺点是需要蒸汽锅炉。因 此，这是最普遍的干燥方法，产较大及有现成蒸汽供应企业，适合采用蒸汽 干燥。对于干燥质量要求较高的中小型企业也考虑蒸汽干燥。过热蒸汽干燥要 慎用。只有当干燥针叶树材薄板时井对于干燥质要求不高时才采用。炉气干燥：优点是不用锅炉，并以工厂的加工剩余木废料做燃料，干燥成本 低。缺点是干燥介质的温度和湿度状态

24、不容易调节和控制.对于操作技术和责 任心要求较高，劳动强度较大。适用于没有蒸汽供应的，干燥不大有大量 的费木料做燃料的中小企业。除湿干燥：优点是可回收湿空气冷凝所释放的气化潜热.该方法几乎没有或 者只有少的废气热损失，而且工艺简单，操作容易，干燥安全，一般不会造 成木材损伤。缺点是干燥温度低.干燥时间长，对于厚板或难干材不容易干透. 并且因为采用电能，干燥成本高。适用于产较低的小型企业.或因所处的环 境不便于建造锅炉或炉气燃烧炉，或电能供应充足，电价较为便宜的地方。其他干燥方法：如太阳能干燥.微波干燥高频干燥等。适合某些干燥不大 质要求高的特殊场合和行业。2竹材的基本结构在生产习惯上，常将竹壁

25、厚的不同组织由外之内称竹青竹 肉竹黄 在解剖学上则进一步细分为表皮、皮层、基本组织、维管束和竹腔壁 等五部分。竹材为非均质结构：竹子无形成层，生长期间不能横向增长，竹子 无髓心，没有横向的木射线，各类细胞均与竹杆纵向平行排列，竹材维管束分 布于基本组织之间.故竹材易于纵向劈裂。3. 竹材干缩特性横向大于径向，径弦差异不大 弦向干缩中竹青最大，竹肉次之。竹黄最小各个部位的干缩率纵向干缩中竹青最小竹肉次之竹黄最大 竹龄竹龄越小竹材弦向和径向的干缩率越大 竹龄越大反之4. 竹地板的生产工艺毛竹截断一圆竹剖片一粗刨一蒸煮处理一（碳化）一干燥精刨 涂胶一组胚一热压一截断一四面刨一砂光一油漆一检验入库 5

26、平衡含水率的测定1）图表法：根据干球温度及干湿球温度差2）称重法： 试件平衡后的质及绝干质* 3）电测法：平衡含水率试片6木材的干缩与湿涨1）干缩：细胞壁钟的吸着水排出时，木材的尺寸减小2） 湿涨：在木材由绝干状态逐渐润湿到纤维饱和点的过程中，木材的尺寸增大3） 原因：木材细胞壁内的吸着水向外蒸发.细胞壁的纤维与纤维之间、微纤丝之 间的水层变薄而相互靠拢，从而使木材细胞壁变薄，导致整个木材尺寸减小。 7弦向干缩大于径向干缩的原因是：木射线细胞在径向上是它的长度，在弦 向上是它的端面.而木射线的横向干缩较纵向干缩大2）木射线沿径向排列，牵 制着其他纵行细胞的收缩而弦向上就不受这种牵制作用3）有些

27、细胞在干缩时, 弦向收到压力而径向却微有伸长4）木材径而细胞壁上的纹孔大而多，细胞壁的 含量少也就干缩小；而木材弦面细胞壁的纹孔小而少，细胞壁的含量多.也 就干缩大 干缩规律：弦向-径向-纵向 &干燥过程中.应力是如何形成、发展的?干燥过程中.木材横断面含水率分布不均匀.内外层干缩不一致以及木材构造 上的各向异性使径.弦向干缩也不同，是木材产生应力变形的主要原因。应力 变化可分为四个阶段：（1）干燥刚开始，还未产生应力的阶段。此阶段中木材 内外层的含水率都在纤维饱和点以下，不发生干缩。此时木材既无含水率应力. 也无残余应力。（2）干燥初期，应力外拉内压阶段，木材表层含水率降到纤维 饱和

28、点以下而发生干缩.但内层含水率尚在纤维饱和点以上未发生收缩。随着 干燥的继续，木材内层含水率梯度逐渐加大，应力也会逐渐増大，直至应力达 到一个最大值后.随着干燥过程的继续木材内层也开始收缩，应力开始下降。（3）干燥中期.应力暂时平衡阶段。干燥到这一时期，木材内层含水率也降到纤维素饱和点。（4）干燥末期，应力外压内拉阶段。在此阶段，木材横断面上 的含水率梯度已减弱，表层由于塑化固定早已停止了干缩，内层随着吸着水的 排除进一步干缩，内层受到表层的牵制而不能完全干缩，产生拉应力，表层受 内层干缩趋势的压缩而产生压应力。5）干燥结束后，随着木材含水率的逐步平 衡.含水率梯度消除，含水率应力消失.但由于

29、存在残余变形，因此木材内部 还存在残余应力。9.在生产和使用上通常根据木材中水分含量程度的不同，木材可分为6级1）湿 材：长期浸泡于水中，含水率大于生材的木材2）生材：和新采伐的木材含水 率基本一致的木材3）半干材：含水率介于生材与气干材之间的木材4）气干材: 长期储存于大气中.于大气的相对湿度趋于平衡的木材5）室干材：木材在干燥 室内，以适当的温度和相对湿度条件进行干燥，含水率约为厂15%的干材，通常 根据木材的使用区域、场合及用途等条件而定。6）绝干材：含水率为0的木材 称为绝干材或者全干材。10典型常规干燥室的结构及特点：1）顶风机型干燥窑：风机在干燥窑的顶部。 性能及特点：空气循环较均匀.干燥质量好，安装和维修比较方便.容量大 适合大规模生产；动力消耗小；投资大2）端部风机型干燥窑：风机在干燥窑的 端部。性能特点：材堆高度方向气流均匀、安装维修方便、投资比较小、容积 受限3）侧风机型干燥窑：风机在干燥窑的侧面性能特点：利用系数高，投资 少；安装维修方便；气流分布不均行木