第四章 单板的干燥和加工

3、介电常数测湿法：0—12%，0—40℃，可旋在干燥机的出 口端。缺点：使用一段时间就不准确，只能反映含水率变化趋势。
4、微波测湿法：微波穿透一定厚度的单板时能量受到损失，被 吸收的能量就是根据这个原理设计的，所用微波9400MHZ。传 感器的发射和接收测头，靠在单板的两个相对面上，距离单板越 近，结果越准确。可同时在宽度方向设计几对传感器求其平均含 水率值。此法测含水率范围广，但对单板厚度和结构变化和木材 中水分分布比较敏感。厚度变化不大，含水率较均匀的情况下， 较为合适。
第二节 单板干燥的基本原理
一、基本原理 （一）木材中的水分
1、自由水： 存在于细胞腔大毛细管中的水分，平均直径大于0．5μm。 2、吸着水（结合水）：存在于细胞壁中微毛细管中的水分，直径都小于0．2μm，一 般不超过0．05μm。最大的含水率为30%左右（即纤维饱和点）。 3、化合水：少量以化合状态与木材分子结合的水分 （二）木材中的水分运动 1、液体状态：沿着长的连续不断的微毛细管移动。 2、蒸汽状态：沿着细胞腔和纹孔组成的大毛细管运动。 3、蒸汽状态和液体状态不断的相互交替，沿着邻近的微胶粒之间的微毛细管和细胞腔 移动。 （三）水分移动的原因 ①液体或气体的压力差，使水分由高压区向低压区移动； ②含水率梯度差，由高含水率向低含水率区移动； ③毛细管张力差，一般使水分由内向外移动。
1、单板含水率过低时： ①干缩量增大，浪费木材； ②浪费热能，降低了干燥机的生产率； ③单板变脆，加工和运输过程中易破损； ④胶粘剂易于渗透到单板中造成缺胶，防碍胶粘剂对单板的浸润，不易形成连续的胶
膜，而使胶合强度降低或开胶。 ⑤降低木材表面羟基活性而使木材表面纤维受损伤而胶合强度降低。
2、单板含水率过高时： ①使胶合强度下降，胶合板易产生透胶现象； ②热压时易造成鼓泡和开胶； ③单板贮存时，边部易开裂，内部易霉变； ④在热压过程中，要排除过多的水分，干缩变形大而产生内应力大，易使胶合板翘曲变
第四章 单板的干燥与加工
旋切单板含水率很高，除湿热法胶合外，都必须经过干燥。 主要内容：
1、单板干燥的最终含水率 2、单板干燥的基本原理 3、干燥设备 4、单板干燥机生产率和热能消耗计算 5、单板剪裁及干单板加工
第一节 单板干燥的最终含水率
一、最适宜的单板终含水率 单板干燥的最终含水率与干燥时间、单板的干缩率、胶合质量等有着密切的关系。
形，或者表面产生龟裂，降低成品质量。 单板终含水率确定主要考虑胶种和板坯厚度，参考树种。
第一章 单板干燥的最终含水率
薄板 8—12%
厚板 最好小于8%
脲胶、酚胶 8—12% 蛋白胶 8—15%
另外，松木有树脂，透气性差，可稍低些。
二、单板含水率测定方法
1、重量法
2、电阻法：测量范围一般为5—33%，用钢针插入木材的内部， 插入深度与准确性有关。
在单板表面上，但这个时期很短。
2、恒速干燥期：单板温度升到露点上，木材表面的水分开始向空气中蒸发，空气的热量
只用来蒸发水分，而不能使单板温度上升，单板表面温度始终保持在湿球温度上。所以，
临界层内侧的水蒸气分压为PS ，而热空气中的水蒸气分压为P ，由于压差而使水分蒸发。
其速度
dW Adt
K (PS
第一阶段 单板大体在湿球温度，内部水分移动与表面蒸发速度不一致，一部分表面
水蒸发到纤维饱和点以下，随干燥的深入，水分移动的路线延长，内部水分扩散阻力大，
干燥速度逐渐降低，这一阶段自由水蒸发完毕，也蒸发掉大部分吸着水，是干燥的主要阶
段。
第二节 单板干燥的基本原理
第二阶段 单板中只有少部分吸着水，微毛细管收缩，空隙变小，水分移动 更加困难，基本上以蒸汽状态为主，所供给的热量除用于蒸发水分外，还使单板 温度上升，直到干球温度为止。
上述三个时期中，第一阶段，虽然空气温度很高，但热量用于蒸发水分，单 板温度基本不上升，高温对木材损害小。所以，新型干燥机进口端的温度都很 高，提高了干燥效率。而在减速干燥后期，因单板接近干球温度，所以，干燥机 末端温度不易过高，以免损伤单板。 二 单板干燥时间 （一） 单板干燥速度
有一种假说，当细胞中充满水分时，若木材中存在着压力差（压力梯度）， 则木材内部水分就要向表面移动。纤维饱和点以上的水分即自由水，主要通过水 蒸气状态向外移动（含水率梯度），而纤维饱和点以下的水分，主要通过水分传 导的作用排除水分。蒸发自由水时，单位面积上的蒸发速度可用下式表示：
第二节 单板干燥的基本原理
（四）单板干燥的特点： 单板干燥的原理和过程与成材干燥基本相同，同时也有它自己的特点： 1、 水分的移动是沿着垂直与板面的横向为主。 2、 单板厚度小，幅面大，水分移动路线短，旋切后木材材质疏松，有些纤维被切断，
内部水分移动阻力小，表面蒸发和内部水分移动都很剧烈，它们彼此相适应。所以，单板 可以采用高温快速干燥工艺，并不会因此而产生开裂、变形等缺陷。 一般温度可达 170~180°，最高可达300°。
P)
W—水分蒸发量（㎏） A—蒸发面积 P—热空气中水蒸气分压Pa
K—表面蒸发系数
t—干燥时间
式中负号表示水分由内向外蒸发，设由外向内为正。这段时间较短，以蒸发自由水
为主，但在蒸发自由水的同时，吸着水也开始蒸发，这表现在单板刚开始干燥就产生收缩
的现象，而这时的含水率还在纤维饱和点以上。
3、减速干燥期：（分两段）
dW K • 1 • P • dP Adt Kv RT P PS dx
第二节 单板干燥的基本原理
式中： K —空气中水蒸气的扩散系数m/h
KV—含水率为v的木材中水分扩散阻力系数m/h R —水蒸气气体常数47．1（kg • m/kg • °k）
T —水蒸气的绝对温度
PS—水蒸气的分压Pa P —热空气中水蒸汽压
3、单板干燥可以采用垂直与板面的高速气流喷射，缩短干燥时间。 （五）单板干燥过程
干ห้องสมุดไป่ตู้也分为三个时期（p102图4-1）
第二节 单板干燥的基本原理
1、加热期：单板刚接触热空气，表面自由水的蒸汽压比空气中的水蒸汽压低，单板中水
分基本不蒸发，热空气的热量只用来升温。若单板表面低于露点温度，水蒸汽反而会凝结