木材干燥学

12利用木材吸收滞后现象人工干燥木材，使用时木材尺寸稳定，不会从空气中吸收很多水分而发生体积变化，引起翘曲变形。

3木材平衡含水率在木材加工利用上具有重要指导意义。

木材吸湿时会导致木材物理力学性质变化，严重时会导致板面翘曲变形。

木材加工木制品前，必须干燥到与所在地区或使用地区空气温、湿度相适应的木材平衡含水率。

这样才可避免因受使用地区温、湿度的影响而发生木材含水率变化，也就不会引起木材尺寸或形状的变化，可以保证木质品的质量。

木材产品板材、方材调运时，也应将其干燥到使用地区的平衡含水率. 实际使用时，木材所要求的含水率与木制品用途有很大的关系（表5）。

不同类型的用材，对木材含水率的要求不一，通常要求达到或低于平衡含水率。

同一用途木材含水率既要考虑地区间木材平衡含水率的差异，又要考虑室内外间的差异。

4 木材干缩的各向异性和径弦向差别木材干缩在不同方向的差异，称作木材干缩的各向异性,其干缩情况也比较复杂。

干缩情况不但随树种而不同，就是同一块木材，纵向、弦向、径向的干缩也不一样，纵向干缩极小，弦向干缩最大，径向干缩约为弦向干缩的1/3-1/2。

木材是由许许多多的长细胞组成的。

在纤维的饱和点以下，当吸着水减小时，木材细胞长度上的干缩不如截面的变细来的得大，所以纵向干缩极小。

弦向干缩大于径向干缩的原因是：（1）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，牵制着其它纵行细胞的收缩，而弦向上就不受这种牵制作用；（3）有些细胞在干缩时，弦向受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。

56木材内部水移动：FSP以上：表层自由水蒸发完毕，吸着水开始蒸发，表层木材开始收缩，胞腔微毛细管直径变小，表层直径小于内层直径，表面张力与直径成反比，表层张力大于内层张力，在毛细管张力差下使液态水由里向外移动。

此外，由于木材内部水分多于表层水分，形成内高外低的含水率梯度，促进水分由里向外移动。

FSP以下：当含水率降至FSP以下，木材内层细胞腔内无液态水存在。

由于木材内部水分多于表层，形成内部水蒸汽压力大于外部，使水分以水蒸汽形式由内向外移动。

2.1.3影响木材水分传导速度的因素内因：⑴树种：纹孔大而多，且纹孔膜上的微孔数量多、纹孔开放的树种水分移动快；一般密度小的树种水分移动快。

⑵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。

⑶纹理方向：当温度高于50℃时，顺纹移动的速度是横纹的5～8倍；径向比弦向快20%～50 % 。

⑷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.⑸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。

7，顶风机干燥室，侧风机干燥室和端风机干燥室的优缺点？在木材干燥生产中目前使用比较多的有顶风机型干燥室、端风机型干燥室和侧风机型干燥室等三种。

顶风机型干燥室是通风机位于干燥室的顶部或上部的风机间内，下部是放置被干燥木材的空间。

室内通风机的数量可根据能容放木材材堆的长度来确定，一般是每2m左右材堆长配备一台通风机。

比如干燥室内最大能摆放木材材堆长度为10m，则干燥室内应配备5台通风机。

它的优点是：技术性能比较稳定，室内干燥介质循环比较均匀，气流可以形成可逆循环，干燥质量较高，能够满足高质量的干燥要求，设备容易安装和维修。

缺点是：每台风机要配备一台电动机，功率消耗较大，干燥设备的一次性投资较大。

端风机型干燥室是通风机位于干燥室长度方向一端的通风机间内，通风机沿干燥室的高度方向安放，数量按通风机叶轮直径不同，一般在1—3台不等。

它的优点是：结构合理，在材堆高度上的气流速度比较均匀，可以形成可逆循环，设备安装维修方便，容积利用系数比较高，适合于常温和高温干燥，干燥周期相对较短，干燥质量较高，能够满足较高质量的干燥要求。

缺点是：由于通风机在干燥室的端部，要保证干燥室内的气流速度沿材堆长度方向比较均匀，干燥室的长度受到限制，一般材堆实际长度不宜超过8m，最佳长度以6m 为好；木材的装载量相对顶风机型干燥室要少，干燥室内沿长度方向的斜壁角度如选定不当或通风气道设置不好，会严重影响干燥室内材堆断面上的气流速度的均匀性。

侧风机型干燥室是通风机位于干燥室内材堆的侧边，沿材堆长度方向均匀摆放。

其通风机的数量基本同顶风机型，确定的方法相同。

它的优点是：结构比较简单，干燥室的容积利用系数比较高，投资较少，设备安装维修方便。

缺点是：材堆的气流循环速度分布不均匀，不能形成可逆循环，影响木材的干燥均匀性。

8 木材干燥工艺对壳体的要求？木材干燥室中气体介质的温湿度变化范围很大，一般工作温度为-30----100度，高温干燥和过热蒸汽干燥高达120度，相对湿度最高为100%。

另外干燥介质还含有木材中蒸发出来的甲酸乙酸单宁等酸性物质，并以一定的气流速度不断在室内循环。

因此，干燥室的壳体应具有较好的保温性，气密性，耐腐蚀性和抗老化性。

壳体保温的原则是确保在高温高湿的工艺条件下，室内表面不结露。

良好的壳体气密性应该防止水蒸气和腐蚀性气体的渗透。

9 木材干燥室干燥方法的选用？有蒸汽加热干燥，炉气加热干燥，除湿干燥和其它干燥。

蒸汽加热干燥的优点：温湿度容易调节和控制，并可以调湿处理，干燥质量有保证。

工艺成熟，操作方便，可实施自动化或半自动化操作，便于几种和统一管理。

设备性能较好，试用寿命长。

干燥室的容量较大，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，这是最普遍的木材干燥方法。

产量较大及有现成蒸汽供应的企业，适合采用蒸汽干燥。

对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并对干燥质量要求不高时才采用。

炉气干燥：优点是不用锅炉，并以工厂的加工剩余物木废料为燃料，干燥成本低。

缺点是干燥介质的温度和湿度状态不容易调节和控制，对操作技术和责任心要求较高，劳动强度相对较大。

适用于没有蒸汽供应，干燥量不大，有大量的木废料作燃料的中小型企业。

除湿干燥：优点是可回收湿空气冷凝所释放的汽化潜热，该方法几乎没有或只有少量的废气热损失，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。

适用于产量较低的小型企业，或因所处环境不便建造锅炉或炉气燃烧炉，或电能供应充足，电价较便宜的地方。

其它干燥法：如太阳能干燥，微波干燥，高频干燥等。

适合某些干燥量不大，质量要求较高的特殊场合和行业。

10,散热器的几种结构?分类：a.铸铁肋形管加热器(分圆翼管和方翼管)b.平滑钢管加热器c. 片式加热器螺旋绕片式、套片式和双金属轧片式翅片管加热器三种（注：a、b已不用）作用：加热室内空气，提高室内温度，使空气成为有足够热量的干燥介质，或是使室内水蒸气过热，形成常压过热蒸汽，作为介质干燥木材。

螺旋绕片式加热管和套片式加热管：优点：生产加工方便，成本低，散热面积大，结构紧凑，重量轻，安装方便。

缺点：对气流的阻力大，翅片间容易被灰尘堵塞，片与管间容易松动，影响散热性；钢管未完全被包裹，很容易被干燥介质腐蚀。

双金属轧片加热管：优点：防腐性能好、强度高，两层管壁之间结合牢固紧密，传热性能良好，是一种性能理想的木材干燥加热管。

缺点：生产工艺复杂，造价较高。

11疏水器作用作用是排水阻汽，即排除散热器以及蒸汽管道中的凝结水，同时防止蒸汽的漏失，从而提高加热设备的传热效率，节省蒸汽消耗。

有热动力式和静水力式。

12干湿球湿度计和电阻与热电偶温度计的原理？干球温度就是正常测量的干燥介质温度；而湿球温度是用湿纱布将感温元件覆盖住，当介质处于未饱和状态时，水分蒸发会吸收湿纱布的热量，从而使纱布的温度较低，形成干、湿球温度的不同，相对湿度越小则干湿球温差越大，测量干、湿球温度就可通过湿空气的“相对湿度表”查得或据公式计算出当时的相对湿度。

电阻温度计原理根据电阻值随温度变化这一特性制成。

热电偶温度计的原理是将“电流计-铜线-铁线-铜线”串联成一个回路，此时铁线的两端和铜线连接处，会形成两个接合处，如果接合处的温度不同，它们之间会产生电压，用微安培计可测量处流经铁线和铜线的微弱电流。

一般电流值与温差成正比。

13锯材堆积时的注意事项？14隔条的作用和尺寸隔条的作用：使相邻两层锯材均匀隔开1）在材堆高度方向上形成水平气流循环通道；2）使材堆在宽度方向上稳定；3）使材堆的各层木料相互挟持，防止和减轻木材的翘曲。

隔条的尺寸：长度：与材堆的宽度一致。

宽度：35～45mm厚度：强制循环25mm自然循环20mm（锯材宽度≤20cm）40mm（锯材宽度＞20cm）材堆端部的两列隔条要与板端对齐。

锯材长短不一时，短材放在中间，长材放在两侧。

15干燥梯度基准，时间含水率基准？含水率基准：把木材内含水率的变化情况分为几个阶段，并在相应阶段确定介质的温度和湿度的基准，叫含水率基准。

含水率基准是木材干燥生产中应用最普遍的常规木材干燥基准，使用时必须要测量木材干燥过程中木材的实际含水率变化情况。

时间基准：把干燥时间划分为若干阶段，并确定出各阶段介质的温度和湿度的干燥基准，叫时间干燥基准。

时间基准适用于干燥薄板或中板以及有干燥经验的树种，在干燥过程中可以不设置检验板。

干燥梯度基准：这里所指的干燥梯度是指木材的平均含水率与干燥介质对应的EMC之比。

干燥梯度可直观反映干燥的快慢，在相应的含水率阶段设定干燥梯度，通过控制介质的温、湿度来使干燥梯度维持一定的范围。

16干燥基准的评价？根据被干木材的制造质量，干燥时间可以评价干燥基准性能，用效率，安全性，软硬度这三个指标去评价。

效率：用干燥延续期的长短作为评价标准。

同一干燥室下用两个不同的基准干燥同样的木材，得到两个干燥基准干燥延续期的比率，在同样质量标准下，延续期短的效率高。

安全性：保证木材不发生干燥缺陷的程度，用干燥过程中木材内存在的实际含水率梯度与应力大到使木材发生缺陷的含水率梯度的比值来表示，比值越小，安全性越好。

软硬度：在一定介质条件下，木材内水分蒸发的程度。

当木材树种，规格和干燥机性能相同时，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。

树种或规格不同的锯材不能直接比较。

17．干燥过程的实施？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）的控制、干燥结束和干材贮存等工序。

1，准备工作：干燥前的准备工作包括干燥设备检查、制定或选择干燥基准、确定终含水率和干燥质量指标、锯制检验板和试验板、含水率测试、材堆进干燥室等2干燥基准（工艺）的控制：a干燥室的启动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。