木材常规干燥工艺.ppt

1、第四章 木材常规干燥工艺,干燥前的准备 干燥基准 干燥过程的实施 木材干燥质量的检验 干燥后木材的保管 木材干燥的缺陷及预防,4.1干燥前的准备,干燥室壳体和设备的检查 木材的堆积 干燥前的预处理 检验板的使用,干燥室壳体和设备的检查,干燥室壳体 ：室顶、地面、墙壁、大门 通风设备 ：通风机、机架、导流板 供热和调湿设备 ：加热器、疏水器、蒸汽管路、喷蒸管或喷水管、喷头 测控设备与仪表 ：温度计、湿度计、自动控制系统、含水率测定仪、蒸汽流量测定仪,木材的堆积,材堆的规格和形式 取决于干燥室的室型结构，干燥室的室型结构不同，循环 空气的动力学特性不同，材堆的规格和形式各异。国内周期式 强制循环空

2、气干燥室材堆的装卸有轨车装卸和叉车装卸两种方 法。,图4-1 （1）用叉车装卸的单元小材堆 （2）用轨车装卸单元小材堆,长2m或3m 宽1.2m或1.5m 高1.2m或1.5m 可多列。,材堆的宽度与材车等宽，材堆的长度与材车等长，对于较长的材，也可两个材车联合使用,材堆的外型尺寸的经验数据 与门框之间的间隙为75100mm；与顶板或室顶的间隙为200mm；与侧墙之间的距离为400600mm、500800mm（侧风型）；材堆底部与轨面的距离为300mm。,按树种、材长、材厚确定。一般为0.3m0.9m，阔叶树木材及薄材 应小一些，针叶树木材及厚材应大一些，厚度60mm以上的针叶树木材可 以加大

3、到1.2m，易翘曲的木材可取0.30.4m。,物理力学性能好，材质均匀，纹理通直，能经久使用；一般使用变形小、硬度高的干木材 ；一般取（25mm30mm）(25mm40mm)，应四面刨光，厚度公差为1mm。,在上下木材之间造成水平方向气流循环通道。 使材堆中的各层木材互相夹持，防止或减轻木材的翘曲和变形。 使材堆在宽度方向上稳定。,隔条的作用及其使用,隔条的作用： 隔条的材质及断面尺寸： 隔条的间距：,木材堆积时注意事项,树种搭配、厚度和含水率符合要求 在同一个干燥室的材堆中，木材的树种、厚度要相同，或树种不 同而材质相近。木材厚度的容许偏差为木材平均厚度的10%，初含水率 力求一致。 支撑横

4、梁 支持材堆的几根横梁，高度应一致，因而应在一个水平面上。 正确使用加压重物或压紧装置 重物应放在有隔条的位置上，不要放在两个隔条的中间。如无压 顶，最上面2-3层应为质量较差的木材，或要求干燥质量不高的木材。,木材堆积时注意事项,隔条的配置数量 木材越薄，要求的干燥质量越高，配置的隔条数目应该越多，沿材堆长度横置的隔条， 一般采取表4-1所配置的数量。 隔条摆放正确 各层隔条在高度上应自上而下地保持在一条铅垂线上，并应着落在材堆底部的支 撑横梁上。 材堆端部的两行隔条，应与板端齐平，以免发生端裂。若木材长短不一，应 把短料放在中部，长料放在两侧。 隔条间距 仅木材厚度而言，25mm厚的木材，

5、隔条间距不应超过0.50.7m；50mm厚的 板材隔条间距可按0.70.9m布置，60mm以上的厚木材，隔条间距可取1.2m。,正确使用隔条,木材堆积时注意事项,检验板和测量点的位置 将含水率检验板放在合适的位置，以便准确测量干燥过程木材的含 水率。采用含水率测定仪和电测含水率法在线检测时，应在干燥室中 布置6个含水率测量点，并预先将探针装好。人工检测时，是通过检验 门将含水率检验板放置在木材材堆预留放置检验板的位置上。 毛料的干燥 若木材的厚度小于40mm，宽度小于50mm时，毛料可作为隔 条，若毛料尺寸超过上述数据，应放置隔条，否则会影响板材的干燥 质量。,干燥前的预处理,预干处理 预刨处

6、理 预浸泡处理 预汽蒸处理 预分选处理,预干处理,气干预干 气干预干投资和运转费很低，但需较大场地，且木料周转期长，资金积压。参考第八章其它干燥木材的方法中的大气干燥一节。 低温室预干 将木材堆放在具有一定温度和气流循环速度的低温预干室中进行的低温干燥处理。低温预干比气干预干的质量高，预干周期较短，预干过程易于控制；但预干能耗较高，投资也比较大。,预干室内装有散热器(由蒸汽或热水供热)和轴流式循环风机；室内空气温度通常 不超过37.5，气流循环速度约为0.5m/s；,预刨处理,预刨的应用 通常用于硬木地板和实木家具面板的干燥 预刨处理的特点 缩短了木材的干燥周期 可降低木材干燥的能耗 可防止板

7、材在干燥过程中的翘曲变形 可降低干燥中板材表面开裂的危险性 可增加干燥室的有效容量,预浸泡处理,预浸泡处理就是在木 材室干前将木材浸泡在一 定温度以及不同溶剂的水 溶液中进行浸泡处理，以 获得防变色、防霉变和脱 脂等的特殊效果。,防变色的预浸泡,适用于易变色木材 在室干前可将木材堆放在水池中用清水浸泡约1014d，其间可 换清水漂洗23次；或用碱性溶液(如浓度为0.25洗衣粉，或碳酸 氢钠0.225%十烧碱0.02%的浓度)浸泡510d(依水溶液的温度高 低而异)；之后再用清水漂洗23次；然后取出经预干处理约15d，至 含水率30%左右，即可进行室干处理。,防霉、防蓝变的预浸泡,适用于易生霉、

8、蓝变 以及边材变色的木材 我国多用五氯酚钠溶液蘸渍处理 国外也有用二甲基二癸基氯化铵（DDAC）和DDAC与惰性胶乳配合制 成的Timbercote，可渗透到木材中，有效抗蓝变，对木材表面和内部均能起 到保护作用，对腐朽菌、霉菌、蓝变菌、均具有很好的效果，适用于松木和栎 木防霉变和蓝变。,脱脂浸泡处理,适用于含有丰富树脂的木材 脱脂的化学药剂主要为碱性溶液，常用的有碳酸氢钠、洗衣粉、过 氧化氢等；药剂浓度大，其脱脂效果好，但会引起板材表面发黄，且 失去光泽，常用的浓度为0.2%0.5%；常温脱脂浸泡处理时，药液 不易渗入木材，且不利于松脂的溶解，故生产中常采用热水药液浸泡 处理，且温度越高，脱

9、脂效果越好；浸泡温度可控制在7090范 围，浸泡时间约为8h。药物浸泡处理后，除了脱脂外，还有漂白的效 果；木材脱脂后，需用清水漂洗以免板面泛黄。,预汽蒸处理,定义：就是在实施干燥工艺过程前将木材置于密闭的容器中用饱和蒸汽进行处理；或在干燥过程的预热阶段用饱和蒸汽对木材进行处理。 作用：改善木材的某些品质，提高其使用价值； 在一定程度上提高了木材的干燥速度； 可以使三角枫、山毛榉等材色发红，受到广大用户的欢迎； 可以起到杀虫、除菌、防霉、消毒等作用。 广泛应用于松木的脱脂 缺点：提高了木材干燥的成本； 使一些难干的硬阔叶湿材产生表面开裂； 会使一些木材颜色加深；,预分选处理,主要用于针叶树材，

10、因针叶树材初含水率相差比较 大，特别是速生人工林木材存在有不规则的湿心材，其湿 心部分的含水率比正常的生材约高出1倍。湿心材与正常材 同室干燥时，还会产生开裂等比较严重的干燥缺陷。因 此，针叶树材(特别是速生人工林木材)干燥前应进行预分 选，将高含水率的湿心材与正常材区分开，使其与正常木 材分室干燥。,检验板的使用,检验板的分类 检验板的选制 检验板的使用,检验板的分类,含水率检验板（Moisture content section） 为了检测干燥过程中木材含水率的变化，作为实施干燥基准阶段转 换和结束干燥过程中调节干燥介质温度、湿度的依据。 应力检验板（Stress section） 为了检

11、测干燥过程中木材应力的大小，作为干燥过程中来确定木材 是否需要进行调湿处理（前期处理、中间处理和平衡处理）并确定处 理时间长短的依据。,检验板的选制,检验板材质的要求 无腐朽，无裂纹，无虫蛀，非偏心材、无涡纹，少节疤； 含水率较高的边材； 材质密实，干燥缓慢的树基部材； 弦切板材（板面是弦切面）。 检验板和试验板的截取按国家标准锯材干燥质量GB6491- 1999规定的方法进行。,图4-2 检验板和试验片的锯制 1、5(10-15mm) 应力试验片 2、4(10-12mm)含水率试验片 3、6(1.0-1.2m)检验板,检验板的使用,检验板的放置 试验片的锯制 试验板的使用： 含水率检验板 应

12、力检验板 干燥应力的测量 分层含水率的检测,检验板的放置,对于新的材种或规格、新建干燥设备、探索新的工艺、检查对比或 科研试验等情况时，采用9块含水率试验板；对于材种和规格、干燥设 备及干燥工艺等条件基本固定并掌握了干燥规律等情况时，采用5块含 水率试验板。,图4-3 试验板放置位置 B-材堆宽度 h-材堆高度,试验片的锯制,检验板经干燥后，按图4- 4所示方法据制最终含水率试 验片、分层含水率试验片以及 应力试验片。 当木材的宽度B200mm 时，按图4-5的方法锯制应力 试验片，含水率和分层含水率 试验片也可以按此法进行。,图4-4 分层含水率和应力试件的制取 （1）干燥过程检验 （2）干

13、燥终了检验,图4-5 宽材应力试验片的锯解,含水率检验板,含水率检验板是用来观察、测定干燥过程中木材含水率变化情况 的。由于它的长度比被干材短，为使检验板尽量接近所代表的木材的 实际情况，生产上把检验板的两个端头清除干净后，涂上耐高温不透 水的涂料，防止从端头蒸发水分。 木材初含水率的确定 含水率检验板的使用,木材初含水率的确定,干燥木材初含水率采用称重法进行测定，称重法按照 国家标准GB/T 64911999 锯材干燥质量中的规定进 行。 为了正确的反映检验板的初含水率，应取两块试验片 的含水率的平均值。,含水率检验板的使用,根据已知检验板的MC初-试验片的平均含水率；G初-检验 板的最初质

14、量，按下公式可以算出检验板的全干质量，用G干代表。 假设MC当为测定当时的检验板含水率： G当为检验板当时的质量，MC当的数值可以认为代表被干木材当时的含水率状态,例题,号含水率试验片的最初湿重为18g，在干燥箱中干燥成全干质量为10g； 号含水率试验片的最初湿重为30g，在干燥箱中干燥成全干质量为20g。可根据公 式计算： 号试验片的初含水率： 号试验片的初含水率： 把号试验片的初含水率和号试验片的初含水率取其平均值： （8050）/265；则检验板的平均初含水率为65。 若含水率检验板的初重为10kg，根据公式可以算出检验板的全干重G干 G干G初/(1+MC初)10/(165%)6.06(

15、kg) 假设，检验板在干燥室内干燥了3昼夜，当时称出的质量为9kg，根据公式可 以计算出检验板当时的含水率为：,含水率检验板使用时的注意事项,用检验板的含水率代表该批量被干木材的含水率，不论在干燥前或干燥过程中，都会有点出入； 检验板比被干木材短，同时在每次定期称量时，检验板暴露在大气之中，此时蒸发水分的速度比材堆内的木材要快，实际上检验板的含水率一般低于被干木材的含水率，特别是干燥到后期，误差明显。为调整误差，干燥到后期，可以从被干木材中锯切试验片，进行误差核对；也可以凭操作经验，妥善调节干燥基准。,应力检验板,应力检验板在使用过程中，理论上应该放在水分蒸发最快的地方。在干燥过程中应力检验板

16、允许锯割，在检查应力时，取出应力检验板，先锯去端头，锯去的端头长度试验板长度而变化，一般为1020cm，然后锯取内应力试验片；通常应力试验片锯制成应力切片和叉齿（Prong），根据切片和叉齿的变形来判断木材干燥应力的性质、大小和有无。 木材干燥内应力的性质可以根据刚刚锯制的应力切片和叉齿的变形（是向内弯曲还是向外弯曲）来判断当时木材干燥应力的性质；应力的大小是时根据应力切片和叉齿的弯曲程度来判断，并且可以判断被干木材开裂的可能性。,干燥应力的测量,产生原因：干燥应力是木材由湿变干的过程中由于内、 外层干燥和收缩的不同步造成的。在测量时既要测量干燥过程中的应 力，也要测量干燥后木材内的残余应力。

17、 测定木材干燥应力的方法：主要包括切片法、叉齿 法、贴应变片法、声发射法和电介质特性法。生产中最常 用的就是：切片法、叉齿法,切片法,定义：利用分层含水率试验片，比较其切开当时及烘干后试片形状变化来判断干燥应力的方法。 原理：干燥应力存在，试片切开时会立即变成弓形。变形的程度与应力大小、含水率梯度和表面硬化（即表层发生塑性变形）的程度等有关。因此，由试片变形的程度便可分析木材干燥应力的大小。为便于比较木材干燥应力的大小，可把切片变形的挠度f与切片原长度L比值的百分率定义为应力指数，公式4-4如下： 切片的制作 残余应力,图4-6 应力切片的制作与分析 （1）划线 （2）切片风干后 （3）测量变

18、形挠度,残余应力,是在消除试片的含水率梯度之后测得的。 即应力试片切取后，在1032的干燥箱内 烘干23h，或在室温通风处气干24h以，使 其含水率分布均衡，然后再按公式4-4的方法 测量其应力指数。这样测得的残余干燥应力指 数。,叉齿法,叉齿应力试片的锯制 干燥过程中需要检验干燥应力时，取出应力检验板，锯制成应力 试验片后，然后按下图所示据制叉齿应力检验片。,图4-7 叉齿应力检验片的锯制 （a）板厚50mm时的叉齿尺寸 （b）板厚50mm时的叉齿尺寸,叉齿法,计算原理 叉齿应力检验片据制后，在1032的干燥箱内烘干23h，或 在室温通风处气干24h以，使其含水率分布均衡，使叉齿内、外层的

19、含水率分布均衡后，便可根据叉齿变形的程度测知其应力指标。残余 应力指标即叉齿相对变形Y，计算公式如下： 标准 若（ ）2，说明干燥应力很小，可忽略不计。若（ ）5，应力较大，应进行调湿处理，将其消除。锯材干燥质量国家标准GB/T 64911999对不同等级的干燥木材规定有干燥应力指标的允许范围。,S叉齿未变形时两齿端外侧的距离，也即两齿根外侧的距离，mm； S1叉齿变形后两齿端外侧距离，mm； l叉齿未变形时的外侧长度，mm。,分层含水率的检测,分层含水率： 就是木材沿厚度上不同层次的含水率，分层含 水率的检测是对应力测试的补充。 分层含水率的锯制 干燥前：被干木材的分层含水率，可用锯制含水率

20、检验 板时截取的分层含水率试验片来测定。 干燥中：不能从含水率检验板上锯取分层含水率试验 片 ，可以从被干木材或者从内应力检验板上截取。测定试材在不同厚 度上的含水率，通常将试验片等厚分成3层或5层，用质量法测定每一 层的含水率，以此求得木材的分层含水率偏差。分层含水率试验片的 锯制方法见图4-8所示。,图4-8 分层含水率试验片锯制图 B 板材宽度 S 板材厚度,木材的分层含水率偏差,干燥木材厚度上含水率偏差( )按式(4-6)计算： 式中： 及 心层及表层含水率，。 厚度上含水率偏按其平均值( )来检查，公式 (4-7)： 干燥木材含水率偏差越小，表明干燥木材厚度上的含水率分布越均匀，意味

21、 着干燥工艺和干燥基准合理，干燥质量也就越好。干燥结束以后，沿厚度含水率 偏差越小，说明木材干燥的越均匀，在加工时变形的可能性也就越小。,n分层含水率试片数。,4.2木材干燥基准（Drying schedule）,木材干燥基准简介 干燥基准的编制方法 干燥基准的选用,木材干燥基准简介,定义： 干燥基准就是根据干燥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：主要按干燥过程的控制因素来进行分类的 含水率干燥基准（Moisture content drying schedule） 时间干燥基准（Time drying schedule） 连续升温干燥基准（Continuo

22、usly rising temperature drying schedule） 干燥梯度基准（Gradient drying schedule）,含水率干燥基准（Moisture content drying schedule）,定义： 就是按木材含水率变化来控制干燥过程，制定干燥介质的状态参 数。即把整个干燥过程按含水率的变化幅度划分成几个阶段，每一含 水率阶段规定了干燥介质的温度、相对湿度。 分类 ： 双阶段或三阶段干燥基准 波动式干燥基准 （Fluctuant drying schedule） 半波动干燥基准（Semi-fluctuant drying schedule）,双阶段或三阶

23、段干燥基准,将整个干燥过程划分为2个或3个含水率阶段的的干燥基准叫做双 阶段或三阶段干燥基准。这两种干燥基准适用于厚度较薄和易干燥的 木材。,表4-4 双阶段高温干燥基准（40mm厚云杉）,表4-5 三阶段干燥基准（40mm厚柞木）,波动式干燥基准 （Fluctuant drying schedule）,定义： 即在整个含水率阶段，干燥介质的温度作升高、降低之反复波动 变化的基准，对于硬阔叶树材的厚木材，为了加快干燥速度，避免产 生较大的含水率梯度，可采用波动式干燥基准。 木材波动式干燥工艺 周期性地反复进行“升温降温恒温”的过程，升温过程只加热木 材而不干燥，当木材中心温度接近介质温度时，即

24、转入降温干燥阶 段，当干燥介质的温度降到一定程度再保持一段时间，以便充分利用 木材内高外低的温度梯度。当木材中心层的温度降低，使温度梯度平 缓时，须再次升温，如此周而复始，以确保内高外低的温度梯度。波 动干燥工艺在干燥前期对提高干燥速度比较明显，后期则不甚明显。,半波动干燥基准（Semi-fluctuant drying schedule）,定义 干燥介质的温度在干燥的前期逐渐升高，在干燥后期（The latter stage of drying）作波动变化的基准。在生产上，通常采用 半波动工艺，即在干燥的前期采用常规含水率干燥基准，而后期采用 波动式干燥基准。,时间干燥基准（Time dry

25、ing schedule）,定义： 就是按干燥时间控制干燥过程，制定干燥介质的状态参数。即把 整个干燥过程分为若干个时间阶段，每一时间阶段规定了干燥介质的 温度、相对湿度。 特点： 时间干燥基准是在长期使用含水率基准的基础上总结出的经验干 燥基准。是操作者对使用的干燥设备和被干木材的性能相当了解，只 要按干燥时间控制干燥过程就可以干燥出合格的木材。例表4-6,连续升温干燥基准 （Continuously rising temperature drying schedule）,定义： 在木材的干燥过程中，根据木材的树种、规格和干燥质量要求，规定了介 质的初始温度、最高温度和升温速度，从基准初始温

26、度开始，等速提升介质的 温度，以保持干燥介质温度和木材温度之间的温层为常数，从而确保干燥介质 传给木材的热流量不变，并使木材的干燥速度基本保持一致。 特点： 方法简单、操作方便 干燥快速和节能 干燥时间比较短 干燥的木材物理力学性能无明显区别 连续升温干燥基准可采用较高的介质循环速度 在美国广泛应用于针叶树材的干燥,30mm和50mm厚的红松板材用连续升温干燥基准进行初步试验，并与普通含水率干燥基准比较,干燥梯度基准（Gradient drying schedule）,干燥梯度 干燥梯度是指木材的平均含水率与干燥介质状态对应的木材平衡含 水率之比。 干燥梯度的制定是根据木材的厚度和干燥的难易程

27、度，以及不同含 水率阶段木材中水分移动的性质，使干燥梯度维持在一定的范围内， 从而保证木材的干燥质量。 干燥梯度基准： 主要应用于木材干燥过程的自动控制；在基准中，规定了不同阶段 的干燥梯度，通过调节干燥介质状态对应的木材平衡含水率来控制木 材的干燥速度。德国GANN公司安置在HydromatTKV-2型自动控制装置上的干燥 梯度基准,德国GANN公司HydromatTKV-2型自动控制装置上的干燥梯度基准,梯度干燥基准的选用是根据木材树种选择其基准组； 根据木材的厚度选择干燥强度。厚度在60mm以 上的选用软基准，厚度在3060mm之间的选用适中基准，厚度在 30mm以下的选用硬基准。 表见

28、书中表4-9和4-10。,干燥基准的评价,干燥基准的使用效果可以用效率、安全性和软硬度三个指标进行评价 。 效率： 用干燥延续时间的长短作为评价标准。在同一干燥室内用两个不同的基准 干燥同一种木材，在同样质量标准下，干燥延续时间短的基准效率高。 安全性 木材在干燥过程中不发生干燥缺陷，用干燥过程中木材内部存在的实际含水 率梯度与使木材产生缺陷的临界含水率梯度的比值来表示，比值越小，安全性越 好。 软硬度 在一定干燥介质条件下，木材内水分蒸发的程度。当木材的树种、规格和干 燥设备性能相同时，干湿球温度差大和气流速度快的干燥基准为硬基准；反之为 软基准。同一干燥基准对某一树种或规格的木材是软基准，

29、对另一规格或树种的 木材可能就是硬基准。,干燥基准的编制方法,比较分析法 图表法 百度试验法,比较分析法,制定步骤 ： 根据测试拟干木材性质、干燥特性，参考与其相近木材的干燥基准，通 过分析和比较制定出被干木材的初步干燥基准。 初步的干燥基准在实验室条件下进行多次小试，将各个含水率阶段的分 层含水率的结果绘成含水率梯度曲线，并注明各个阶段发生的干燥缺陷的性质 和数量。 根据小试结果进行统计和分析，对初步干燥基准进行重新修订。 比较几次试验的结果，将干燥缺陷最小，含水率梯度最大的曲线设为标 准曲线。 根据含水率标准曲线确定干燥基准各含水率阶段的介质的状态参数，确 定为初步应用干燥基准，进行生产性

30、试验。 如果生产性试验成功，就可认为初步应用干燥基准是合理的，并在生 产上继续考察和修改，最终确定为该树种和规格的干燥基准。,举例,某针叶树木材，厚度为：30mm；初含水率为在：65。用比较 分析法编制出其初步干燥基准。 测试拟干木材基本密度、弦向和径向干缩系数 确定参照木材的树种：查表24可知，与长白鱼鳞云杉非常接近 编制拟干木材的初步干燥基准：查表4-20（针叶树木材基准表的选用），得长白鱼鳞云杉的干燥基准号为12，查附录5得拟干木材的初步干燥基准，见表4-11所示。由于两个树种的干燥特性比较相近，不对该干燥基准进行调整。该基准还需经实验室条件下小试与修订和生产性中试与修订后方可使用。,表

31、4-11 拟干木材初步干燥基准,图表法,根据凯尔沃思 Keylwerth的研究，干 燥基准可以通过图表 直接查到。这种方法 是根据被干木材沿厚 度平均含水率规由图 4-9确定表征干燥介 质状态的平衡含水率 EMC和干燥梯度 DG。,图4-9 干燥基准推荐表 （1）适用于针叶材 （2） 适用于阔叶材,图表法,原理：依据木材的初含水率，根 据图4-9确定介质的平衡含水率， 当木材的含水率在纤维饱和点以上 时，介质的平衡含水率取定值，一 般在14%18%的范围内；木材 的含水率在纤维饱和点以下时，介 质的平衡含水率随木材含水率的变 化而变化，但它们的比例关系表征 干燥基准软硬程度的干燥梯度基本 保持

32、不变，此值由树种和干燥速度 要求由图4-9确定，同时可得介质 的平衡含水率值。,图4-9 干燥基准推荐表 （1）适用于针叶材 （2） 适用于阔叶材,干燥梯度的取值范围 在1.34之间，当干燥质量 要求较高时：针叶材：DG 2；阔叶材：DG1.5。 当木材厚度小于30mm 时，若可以进行快速干燥：针 叶材：DG3.0-4.0；阔叶材： DG2.0-3.0。,图4-10 基准参数确定表,举例,已知桦木木材厚度30mm；初含水率50%；终含水 率8%。用图表法确定其干燥基准。 确定干燥温度。由图49查得最初温度为70，最高温度80； 确定干燥条件。纤维饱和点以上，取平衡含水率EMC2.5； 划分阶段

33、。纤维饱和点以上为一阶段，纤维饱和点以下每降低5%含水率为一阶段； 确定相对湿度和湿球温度。纤维饱和点以上，由图4-10纵坐标EMC16%引水平线，与横坐标干球温度70处的垂线相交，由该交点查得相对湿度为90%，湿球温度为68。对于纤维饱和点以下各阶段，须先由横坐标左右的含水率值引垂线与DG2.5斜线相交，再过交点引水平线与右图干球温度值的垂线相交，交点处的相对湿度和湿球温度值即为所求的值。 绘制干燥基准表。,百度试验法,定义： 是根据试材的初期开裂（端裂与表面开裂）、内部开裂与塌陷等 破坏与变形的程度而决定干燥基准的初期温度，末了温度和干湿球温 度差（相对湿度）。用标准试件所确定出的是被试验

34、树种的厚度为 25mm厚板材的干燥基准。 要点 ： 把标准尺寸的试件放置在干燥箱内，在温度为100的条件下进行干燥并 观察其端裂与表面开裂的情况，干燥终了后，锯开试件观察其中央部位的内裂 （蜂窝裂）和截面变形（塌陷）状态。以确定木材在干燥室干燥时的温度和相 对湿度。根据试件在干燥过程中含水率的变化和干燥时间的关系，还可以估计 被试树种木材在进行室干时所需要的时间。,百度试验法的试验方法,试材： 规格：20010020（mmmmmm） 材质：质量相差不大，颜色正常、无节疤、纹理通直，弦向板。 初含水率：密度适中的木材-50以上 硬阔叶材中密度较大的木材-不应低于45% 试验设备： 恒温干燥箱；天

35、平(电子秤)；卡尺等。,图4-11 百度试验法试件规格,百度试验法的试验方法,实验步骤： 从拟干木材中选择标准的弦切板，按要求制取六面刨光的标准试件。同时在紧靠试 件两端截取两片顺纹厚度1012mm的初含水率试片，用质量法测定试件的初含水 率。标准试件测得初重后，横立于温度为1002的恒温箱内烘干。 由于试材开裂实际上是在干燥刚开始的几个小时内发生的，因此应控制住最初几 个小时的开裂，针叶材最初每0.51h观测一次，阔叶材每1h观测一次；之后，每1 2h观测一次。这段时间约持续68h，当裂纹开始愈合时，可将测试间隔延长至56h 或更长。当裂达到最大程度时，测量开裂的程度，按以下规定和百度试验干

36、燥特性分级 标准表来确定初期开裂的等级。图4-12和表4-14,图4-12 初期开裂,图4-13 内部开裂,图4-14 截面变形,长细表裂、端表裂：长度50mm，宽度2mm； 短细表裂、端表裂：长度50mm，宽度2mm； 宽表裂、宽端表裂：宽度2mm。,表4-14 百度试验干燥等级标准,随着试件的继续干燥，外裂会在一定程度上变小。直至试件烘到全干 （约需3080h），然后取出试件从中间锯断，测量截面变形和内部开裂程 度。内部开裂和截面变形程度参照图4-13和图4-14来确定。截面变形以材边 厚度与材边邻近下凹处厚度之差表示，对照百度试验干燥特性分级标准表4- 14，看属于哪个等级；内裂程度按宽

37、裂2mm，细裂2mm的规定，统计 各种内裂的数量，按百度试验干燥特性分级标准表4-14进行内裂分级。 将试验结果进行统计分析后，得出初期开裂、截面变形、内部开裂和干燥 时间4种干燥特性等级。其中最高的等级也可作为该试验的综合特性等级。根 据初期开裂、截面变形和内部开裂的等级，或只按综合特性等级查干燥特性等 级与干燥介质条件()对应表4-15，便可得知干燥基准介质状态参数的推荐 值，即介质的初始温度、前期干湿球温度差和后期最高干燥温度的推荐值。由 这些推荐值并考虑干燥时间等级，初步制定试用基准，然后再进行小试和中 试，在此基础上对试用基准进行修改和优化。,表4-15 干燥特性等级与干燥条件()对

38、应表,百度试验法,编制干燥基准一般的原则 ： 在干燥初期，干燥阔叶树材时，干球温度为50，干湿球温度差为 35；干燥针叶材时，干球温度为60，干湿球温度差为46。在 干燥中期，干燥温度从含水率35%起，含水率每降低35，温度升高 57，随着含水率逐渐降低，温度的升高幅度也相应的增大。对于阔叶 树材，在大多数情况下，干燥初期可取一样的干燥条件，当含水率降低至 初含水率的2/3时，开始改变干燥条件，其后，含水率每降低5，干燥温 度升高57时，干湿球温度差增大3.21.5倍。在整个干燥过程中，干 湿球温度差的最大值为2530。对于针叶树材和部分阔叶树材，一般干 燥中期从含水率35左右开始改变干燥条件

39、。,百度试验法举例,某针叶树木材，初含水率为65，要求终初含水率为8 。用百度试验法确定初步干燥基准。 确定被干木材干燥缺陷的等级。按照百度试验法步骤进行试验，根据试验结果查 表4-14得干燥缺陷级别分别为：初期开裂：3级，截面变形：2级，内部开裂：2级； 确定干燥介质条件。根据干燥缺陷级别查表4-15得干燥介质条件； 编制该树种的初步干燥基准。根据编制干燥基准一般的原则和查表4-16得各含水 率阶段对应的干湿球温度差，编制25mm厚被干木材的初步干燥基准； W(%) t干（） t（） t湿（） 60以上 55 5（4.3） 50 6040 56 6 50 4035 59 8 51 3530

40、62 11 51 3025 66 14 52 2520 70 17 53 2015 75 22 53 15一下 83 30 53,干燥基准的选用,木材进行干燥时，首先是根据被干木材的树种和规格选择适宜的干燥基准。基准选择的是否合理，直接影响到干燥室的生产量和木材的干燥质量。干燥时应该考虑保持木材良好的机械性质和力学强度，应确保木材的干燥质量。 对于缺乏干燥经验的木材和操作经验不足的干燥室来说，应选用软干燥基准试干，然后逐步调整，最后制定出合理的干燥基准。对于借用其它单位的干燥基准，只能参考使用。 木材干燥基准可通过查表获得。首先从表4-20和4-22中查找某树种和规格对应的基准号，根据基准号查

41、附录5和附录6中的木材干燥基准表，即可获得该树种和规格木材的干燥基准。（表见书中）,4.3干燥过程的实施,干燥实施之前的准备 预热阶段 干燥阶段 终了处理,干燥实施之前的准备,关闭进、排气道； 启动风机，对有多台风机的可逆循环干燥室，应逐台 启动风机，不能数台风机同时启动，以免电路过载； 打开疏水器旁通管的阀门，并缓慢打开加热器，使加 热系统缓慢升温同时排出管系内的空气、积水和锈污，待 旁通管有大量蒸汽喷出时，再关闭旁通管阀门，打开疏水 器阀门，使疏水器正常工作。,预热阶段（Preheating treatment）,目的：主要是让木材热透 预热阶段干燥介质状态： 预热温度： 应略高于干燥基准

42、开始阶段温度。硬阔叶树木材可高5， 软阔叶树木材及厚度60mm以上的针叶树木材可高至8，厚度60mm以下的 针叶树木材可高至15。 预热湿度：新木材，干湿球温度差为0.51；经过气干的木材，干湿 球温度差以使室内木材平衡含水率略大于气干时的木材平衡含水率为准。 预热时间：应以木材中心温度不低于规定的介质温度3为准。也可 规定估算：针叶树木材及软阔叶树木材夏季材厚每1cm约1h；冬季木材初始 温度低于-5时，增加20%30%。硬阔叶树木材及落叶松，按上述时间增 加20%30%。,干燥阶段,干燥阶段的实施 在干燥过程中，干燥介质参数的调节严格按照干燥基准进行。在做 温度转换时，不允许急剧地升高温度

43、和降低湿度。按含水率干燥基准 控制的干燥过程，干燥介质的温度是逐步提高，湿度逐步降低的。温 度提高和湿度降低的速度，根据被干木材的树种和厚度确定，调节误 差：温度不得超过2；湿度不得超过5。,温度上升速度： 软杂木 3.5cm以下2/h，3.5cm以上1/h； 硬杂木 3.5cm以下1.5/h， 3.5cm以上1/h。 相对湿度下降速度：软杂木 3.5cm以下每小时下降3，3.5cm以上每小时下降2； 硬杂木 3.5cm以下每小时下降2，3.5cm以上每小时下降2。,干燥阶段,干燥阶段的调湿处理 中间处理（Middle treatment）： 定义：就是通过高温高湿处理，促其表层吸湿，调整表层

44、和内层水分 分布，削弱含水率梯度，使已经存在的应力趋于缓和。 干燥介质的状态 ： 温度：要和木材当时的含水率适应。干球温度比当时干燥阶段的温度高810，但湿 球温度最高不超过100。 湿度：按室内木材平衡含水率比该阶段基准规定值高5%6%确定，或近似地控制 干、湿球温度差为23。 处理时间：参照木材终了处理时间，见表423所示；也可以近似地凭经验估计。具体 操作时应通过应力检验，在边面张应力达到最大值时，或当表面硬化比较严重时（残余 应力较大）进行处理。,中间处理的效果： 从应力试验片的齿形变化状况来 判断，如图4-15所示。在未处理以前 木材中存在较大的应力，经中期处理 后，这种应力消除（如

45、图4-15,2）或 减少（如图4-15,3），如果中期处理 过度，则会出现（图4-15，4）的情 况。如果处理时间不够，应力只有一 部分消除，齿形的弯曲程度缓和了一 些，仍应延长处理时间，直到应力完 全消除。但是，切记不能处理过度。,图4-15 中期处理前后应力试验片齿形的变化,干燥阶段,平衡处理（Equalization treatment） 自最干木材含水率降至允许的终含水率最低值时开始，在最湿木材含水 率降至允许的终含水率最高值时结束。 目的：为了提高整个材堆的干燥均匀度和沿厚度上含水率分布的均匀度。 干燥介质状态： 温度：可以比基准最后阶段高58；但干球温度最高不超过100。对于硬阔

46、叶树木材中、厚板，对干燥质量要求较高，处理温度最好不要超过基准最后阶段的温度。 湿度：按室内介质对应的木材平衡含水率等于允许的终含水率最低值确定。介质平衡 含水率比木材终含水率可以低2。例如，当要求木材干燥到终含水率10，那么，平衡处 理的介质对应的平衡含水率应为8。 时间：参照木材终了处理时间，见表4-21所示。可凭经验，按每1cm厚度维持26h 估计，并在室干结束后进行检验，以便总结和修正。,终了阶段,终了处理 （Final treatment） 目的：消除木材横断面上含水率分布不均匀，消除残余应力。 干燥介质的状态： 温度：比干燥基准最后阶段的温度高58，或保持平衡处理时的温度； 相对湿

47、度：按室内木材平衡含水率高于终含水率规定值的5%6%确定。高温下相 对湿度达不到要求时，可适当降低温度。 时间：可参考表4-23；也可按树种和厚度近似的估计：针叶树材和软阔叶树材厚度 小于60mm时，每1cm厚度处理1h，厚度大于60mm时，每1cm厚度处理1.5h。 中等硬度的阔叶材和落叶松薄板，每1cm处理1h，中、厚板，每1cm处理1.5 3h，木材越厚处理时间越长。对于硬阔叶材，每1cm厚度处理h，处理时间 随材质的硬度和木材的厚度增加而增加。,表4-23 终了处理时间（h）,终了阶段,干燥结束 干燥过程结束以后，关闭加热器和喷蒸管的阀门。为 加速木材冷却卸出，让风机继续运转，进、排气

48、口呈微启 状态。待室内温度降到不高于大气温度30时方可出室。 寒冷地区可在室内温度低于30时出室。,木材干燥操作过程及注意事项,干燥室内温、湿度的调节 干燥室内温度和相对湿度的调节，主要依靠操作人员 经常观察和测定干燥室内温、湿度的变化情况，进行合理 的调节与控制(全自动控制系统除外)。 通常情况下，干燥室内温度调节误差，不得超过2； 相对湿度调节误差，不得超过5。,木材干燥操作过程及注意事项,干燥室操作的注意事项 干燥室要求供汽表压力不超过0.4MPa，应尽量使供汽压力定。 干球温度由加热阀门调节，相对湿度或干湿球温度差由进、排气 道和喷蒸管调节。 为使介质状态控制稳定，并减少热量损失，操作

49、时应注意加热、 喷蒸、进排气三种执行器互锁。即在干燥阶段，加热时不喷蒸，喷蒸 时不加热，喷蒸时进排气道必须关闭，进排气道打开时不喷蒸。 应尽量减少喷蒸，充分利用木材中蒸发的水分来提高室内相对湿 度。当干湿球温度差大于基准设定值l时，就应关闭进排气道，大于 2时再进行喷蒸，若大于3，除采取上述措施外，还应在停止加热 的同时打开疏水器旁通阀，排净加热器内的余汽，用紧急降温的办法 来提高相对湿度。,若干、湿球温度一时难以达到基准要求的数值，应首先控制干球温度不超过基准要求的误差范围，然后再调节干湿球温度差在要求的范围内。 注意风机运行情况，如发现声音异常或有撞击声时，应立即停机检查，排除故障后再工作

50、。如遇中途停电或因故停机，应立即停止加热或喷蒸，并关闭进排气道，防止木材损伤降等。 注意每4h改变一次风向，先“总停”3min以上让风机完全停稳后，再逐台反向启动风机。风机改变风向后，温、湿度采样应跟着改变，即始终以材堆进风侧的温、湿度作为执行干燥基准的依据。 若在供汽压力正常的情况下，操作也正常，但却升温、控温不正常，这有可能是疏水器工作不正常所致，需修理或更换。 如遇停电或因故停机，应立即停止加热和喷蒸，并关闭进排气道。 采用干湿球温度计的干燥室，要每次更换纱布，并保持一定的水位。,木材干燥工艺举例 1,水曲柳木材，厚度40mm，初含水率65%，终含水率8-12，干燥质量 二级；制定其干燥

51、工艺。 确定水曲柳木材的干燥特性 查附录2得：基本密度0.509g/cm3；弦向干缩系数0.184；径 向干缩系数0.338。属于难干木材，易产生翘曲及内裂。 确定水曲柳木材的干燥基准 查表4-22，选定基准号131*；查附录6，选定（40mm厚）水 曲柳木材干燥基准见表4-25所示。,预热处理介质状态 根据木材预热处理工艺规程中的规 定，预热处理介质状态为： 预热温度：65570（取高于基准第一阶段温度5）； 相对湿度：98（取t0.5确定介质湿度，用t70，t 0.5查干燥介质湿度表）； 预热时间：6h（按厚度1cm处理1h增加30来计算：4430 5.2h，取为6h）。 预热处理结束后，

52、将介质温湿度降到基准第一阶段规定的值，进 入干燥阶段。,干燥阶段 严格按照干燥基准进行操作；以1/h速度升温。 中间处理： 第一次在含水率降低1/3时进行，中间处理介质状态： 温度：67875（取高于基准该含水率阶段温度8）； 相对湿度：94（取高于该含水率阶段EMC6确定介质湿度；按t75，EMC 13.6619.6查图2-4）； 时间：5h（查表4-23，取15h的1/3） 第二次在含水率25%进行，中间处理介质状态： 温度：75883（取高于基准该含水率阶段温度8）； 相对湿度：90（取高于该含水率阶段EMC6确定介质湿度；按t83， EMC10.3616.3查图2-4）； 时间：5h（

53、查表4-23，取15h的1/3）。 平衡处理： 当检测的最干木材含水率降至8时，开始进行平衡处理。平衡处理介质状态： 温度：90595（取高于基准该含水率阶段温度5）； 相对湿度：70（取EMC8确定介质湿度；按t95，EMC8查图2-4）； 时间：10h（查表4-23）。,终了处理 当检测的木材平均含水率达到10时，开始进行 终了处理。 终了处理介质状态： 温度：90595（取高于基准该含水率阶段温度5）； 相对湿度：90（取介质EMC高于木材终含水率5确定介质湿 度；按t95，EMC15查图2-4）； 时间：10h（查表4-23）。 终了处理结束后，结束干燥木材干燥过程。,木材干燥工艺举例

54、 2,红皮云杉木材，厚度28mm，初含水率68%，终含水率8-12， 干燥质量二级；制定其干燥工艺。 确定红皮云杉木材的干燥特性 查附录2得：基本密度0.352g/cm3；弦向干 缩系数0.139；径向干缩系数0.317。属于易干木材。 确定红皮云杉木材的干燥基准 查表4-20，选定基准号12；查附录5，选 定（28mm厚）红皮云杉木材干燥基准见表4-26所示。 表4-26 红皮云杉木材干燥基准（28mm厚）,预热处理介质状态 根据木材预热处理工艺规程中的规定，预热处理介质状态为： 预热温度：701080（取高于基准第一阶段温度10）； 相对湿度：96（取t1确定介质湿度，用t80，t1查干燥

55、介质湿度表）； 预热时间：3h（按木材厚每1cm约1h确定时间，取为3 h）。 预热处理结束后，将介质温湿度降到基准第一阶段规定的值，进 入干燥阶段。,干燥阶段 严格按照干燥基准进行操作；以2/h速度温。 根据木材中间处理工艺规程中的规定，针叶材的中、薄板可以不进 行中间处理；对一、二等材应进行平衡处理。 平衡处理：当检测的最干木材含水率降至8时，开始进行平衡处理。平衡处理介质状态： 温度：955100（取高于基准该含水率阶段温度5）； 相对湿度：72（取EMC8确定介质湿度；按t100，EMC8查图2-4）； 时间：3h（按木材厚每1cm约1h确定时间，取为3 h）。,终了处理 当检测的木材

56、平均含水率达到10时，开始进行 终了处理。终了处理介质状态： 温度：955100（取高于基准该含水率阶段温度5）； 相对湿度：92（取介质EMC高于木材终含水率5确定介质湿度；按t100，EMC15查图2-4）； 时间：3h（按木材厚每1cm约1h确定时间，取为3h）。 终了处理结束后，结束干燥木材干燥过程。待干燥室内温度降到 不高于大气温度30时木材方可运出干燥室。,4.4木材干燥质量的检验,木材干燥质量的检测一般在木材干燥结束后进行，根据锯材干 燥质量国家标准GB/T 64911999的规定进行检测。 干燥木材的干燥质量指标 干燥木材含水率 干燥木材可见干燥缺陷的检测 干燥木材的验收,干燥

57、木材的干燥质量指标,干燥木材的干燥质量指标 平均最终含水率( ) 干燥均匀度 即材堆或干燥室内各测点最终含水率与平均最终含水率的容许偏差 木材厚度上含水率偏差( ) 残余应力指标( ) 可见干燥缺陷(弯曲、干裂（Drying checks）等),木材干燥质量的四个等级,一级：适用于仪器、模型、乐器、航空、纺织、精密仪器制 造、鞋楦、歇根、工艺品、钟表壳等生产。 二级：适用于家具、建筑门窗、车辆、船舶、农业机械、军 工、实木地板、细木工板、缝纫机台板、室内装饰、卫生筷、指接 材、纺织木构件、文体用品等生产。 三级：适用于室外建筑用料、普通包装箱、电缆盘等生产。 四级：用于远道运输木材、出口木材等

58、。,干燥木材含水率,不同用途和不同地区对木材含水率的要求 干燥木材含水率与残余应力的检测 检测被干木材各项含水率，除分层含水率外，其余均指干燥木材 断面上的平均含水率；干燥木材的各项含水率指标，采用称重法和电 测法进行测定。以称重法为准，电测法为辅； 同室干燥木材的平均最终含水率( )、干燥均匀度( )、厚度 上含水率偏差( )等干燥质量指标，采用含水率试验板(整块被干木 材)进行测定。,干燥木材厚度上含水率偏差( )按其平均值( )来检查。干燥木材厚度上含水率偏 差的检测参看4.1.4.2检验板的使用中的分层含水率的检测。,同室干燥木材的最初含水率、干燥过程中木材含水率的 变化以及最终含水率，按GBT 64911999的规定进行 检测。 干燥木材残余应力的检测 干燥木材的残余应力指标用检验板锯解应力试验片确 定。取残余应力指标的算术平均值（ ）为确定干燥质量 的合格率的残余应力指标。,干燥木材可见干燥缺陷的检测,干燥木材的可见干燥缺陷质量指标按GBT64911999中的规 定检算。采用可见缺陷试验板或干燥后普检的方法进行检测。 翘曲（Warp）的计算 翘曲包括顺弯（Bow）、横弯（Crook）及翘弯（Cup），均检量其最大弯曲拱高与曲面水 平长度之比，以百分率表示，按下式计算： 扭曲（Twist）的计算 检量板材偏离