木材干燥学教学课件.ppt

1、木材干燥学,中南林业科技大学材料科学与工程学院,姓名：李贤军,联系方式,课程主要内容,绪 论,干燥介质的性质,木材水分与环境,木材内的水分与热迁移,木材干燥工艺,木材干燥窑,大气干燥和特种干燥,1 绪论,木材干燥的含义 定义: 在热力作用下木材中的水分以蒸发或沸腾的汽化方法由木材中排出的过程。 主要内容,狭义范畴,广义范畴 锯材 纤维 刨花 单板 薄木,实体木材，即锯材 木材的干燥特性 干燥过程中的热质传递 木材干燥的设备、工艺 木材干燥的经济技术指标,动力设备（风机、电机） 热力设备（加热器、喷蒸管） 检测设备（温、湿度等） 运输设备 预热处理 中间处理 终了处理

2、,设备,工艺,提高木材和木制品使用的稳定性，防止变形和开裂； 提高木材的力学强度，改善木材的物理性能； 预防木材腐朽，延长木制品的使用寿命； 减轻木材的重量。,木材干燥目的及意义,自然大气干燥 大气干燥 强制大气干燥 传统干燥方法 长轴型、短轴型、侧风型 人工干燥 (气体介质对流干燥法) 端风型、喷气型、自然循环 特种(其它)干燥方法 微波干燥、远红外干燥、真空干燥 加压干燥、除湿干燥等,木材干燥方法,大气干燥,林业行业标准锯材气干工艺规程（LY/T1069-02）中对板院的技术条件、锯材堆积过程、气干过程的管理等内容有详细说明。,简单，不需要干燥设备，节约能源 占地大，时间长，不能人为控制，

3、受气候等影响 终含水率较高,易虫蛀、腐朽，变色，开裂,自然气干 强制气干,种类,特点,长轴型,常规干燥方法,1.排气管 2.电动机 3.疏水器 4.通风机 5.进气道 6.加热器 7.喷蒸管 8.材堆 9排气道,湿空气 对流传热,短轴型干燥室,1.风机 2.加热器 3.进排气道 4.喷蒸管 5.电机 6.挡风板,侧风型干燥室,1.风机 2.加热器 3.测试孔 4.称重装置 5.操纵柄 6.进气口 7.挡风板 8.排气口 9.排气道 10.电机 11.喷蒸管 12.挡风板,端风型干燥室,1.大门 2.通风机 3.进、排气道 4.操纵柄 5.疏水器 6.长轴 7.加热器 8.测试口 9.喷蒸管,1

4、.电机 2.风机 3.喷气道 4.加热器 5.喷蒸管 6.材堆 7.轨道 8.回气道,喷气型干燥室,常压过热蒸汽干燥方法 干燥速度快； 只适用于干燥针叶树材和 软阔叶树材中的薄木材。 (温度高，100140),以湿木材作为电介质。置于微波电磁场中，在微波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。,微波干燥,原理,特点,加热均匀、干燥速度快，周期短，干燥质量好 以电为能源，成本高，设备性能不完善 贵重树种及高档材，适合用微波干燥方法干燥,原理： 木材在远红外线的照射下，木材分子能吸收(一定波长)红

5、外线的辐射能产生共振现象，引起分子和原子的振动和转动，从而将电磁能转化为热能来加热木材，以达到干燥木材的目的。 特点： 远红线外穿透能力低，只适合干燥薄板。 （1991年全国第三次木材干燥学术讨论会指出电热远红外干燥成材，干燥质量差，电耗大，容易引起火灾，不宜再建此类干燥窑。）,远红外线干燥,真空干燥,原理,随着压力降低，水的沸点降低,木材内部水分的迁移速率加快,特点：,干燥周期短，干燥质量好； 能耗较高，容积较小,控制较为复杂； 适合于透气性好的硬阔叶材厚板或易皱缩的木材。,类型,对流加热真空干燥机 热板加热真空干燥机 高频加热真空干燥机,原理：一方面提高木材的温度，另一方面提高容器材内的压

6、力，在高温条件下能够保持较高的平衡含水率，不易导致较大的含水率梯度和应力，使木材中水分在较高的温度下汽化与蒸发，从而达到干燥的目的。,特点： 干燥质量好，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，生产量不大。 此干燥方法的设备腐蚀问题，干燥工艺、干燥基准，有待进一步研究。,加压干燥,原理,除湿干燥,特点：,传统干燥方法是通过换气方法排除水蒸汽；而除湿干燥方法则是通过除湿器冷凝的方法，排除从水蒸汽，即湿空气是在封闭系统内作“冷凝加热干燥”往复循环。,干燥周期较长，是一种非常有发展前干燥方法,回收水蒸汽汽化潜热，没有热量损失，是一种节能干燥方法,原理图

7、如下：,左图为单热源除湿干燥机：1.压缩机 2.除湿蒸发器 3.膨胀阀 4.冷凝器 5.湿空气 6.脱湿后的干空气 7.送干燥室的热风 8.电加热器 9.干燥室风机 10.材堆 右图为双热源除湿干燥机：1.压缩机 2.除湿蒸发器 3.膨胀阀 4.冷凝器 5.湿空气 6.脱湿后的干空气 7.送干燥室的热风 8.热泵蒸发器 9.外界环境空气 10.排出的冷空气 11.单向阀,液体干燥 把湿木材放在嫌水性液体中，提高液体的温度，使液体的温度高于100，用这种嫌水性液体加热木材，使木材中的水分汽化和蒸发。这种液体的特点是，即不溶于水，也不能与水混合。常用的嫌水液体有：石蜡油等。,太阳能干燥 此法最大特点就是节省能源，但干燥周期较长，而且受地区、季节和气候等条件的影响。所以，这种干燥方法的使用有一定的局限性。,木材干燥发展的总目标：,木材干燥的发展史与发展趋势,发展史,1875年 第一篇论文 1878年 木材人工干燥专利,产品不利影响最小，不损害环境，设备和运转费用最低的条件下，实现被干物料最快的水分迁移（Mujumder, 1999) 即朝着“质量最好，污染最少，成本最低，速度最快”的方向发展,发展趋势,传统干燥方法仍将占据主导地位 除湿、太阳能、真空、微波真空等新型干燥方