木材干燥学 第二章 与木材干燥有关的木材性质概要
木材干燥学课程习题(精华).docx
《木材干燥学》习题※绪论一、 名词解释1、木材干燥2、大气干燥3、室干4、真空干燥二、 问答题1、 简述木材干燥的冃的？2、 简述木材干燥的意义？3、 简述木材干燥的方法有儿种？4、 简述木材干燥学的研究对象及木材干燥的发展方向。
※第一章 干燥介质的性质一、 名词解释1、干燥介质2、过热度3、干度4、湿空气5、绝对湿度6、相对湿度7、湿容量8、热含量9、冷却极限温度10、炉气二、 问答题1、 干燥介质有几种？有什么作用？2、 简述Id-图的作用?3、 怎样利用Id -图计算湿空气的加热、冷却及蒸发水分过程？4、 怎样利用Id -图计算空气的混合状态？2、 测定木材含水率的方法有哪几种？各冇什么优缺点?3、 为什么木材各个方向的干缩程度不一样？4、 简述温度梯度与含水率梯度如何趋于一致？ ※第三章 木材干燥与加热的物理基础一、名词解释一、名词解释1、湿材2、生材3、气干材6、微毛细管系统7、自由水10、吸湿滞后 11、平衡含水率 14、干缩与湿胀 15、基木密度18、导温系数 19、比热二、问答题k 木材的干湿程度怎样分级？4、室十材5、大毛细悖系统 8、吸着水9、纤维饱和点 12、木材的密度13、解吸与解湿16、绝干密度 17、导热系数 ※第二章 与干燥有关的木材性质1、热流量2、换热系数3、稳定湿交换4、不稳定湿交换5、临界含水率6、含水率梯度7、木材干燥曲线二、问答题1、简述木材内部水分移动的路线冇哪些及影响因素冇哪些?2、影响木材水分传导的因了冇哪些？3、简述木材在气体介质中的对流干燥过程的机理？4、简述木材干燥过程中应力的变化？5、干燥过程屮产主干燥缺陷的原因是什么？※第四章木材干燥室一、名词解释1、木材干燥室2^预干二、问答题1、说明木材干燥室的选型依据及对木材干燥室的要求？2、如何分析周期式强制循环干燥室？试举1例？3、简述长（短）轴型干燥室的特征、特点及如何改进？4、喷气型干燥室的结构特征是什么？5、过热蒸汽干燥室对壳体结构冇什么要求？6、周期式白然循环干燥室有什么特点？7、连续式强制循环干燥室有什么特点？8、简述各种木材干燥室的应用情况，为什么？9、简述木材干燥室的性能分析？※第五章木材干燥设备问答题1、简述蒸汽加热器的作用、要求及类型？2、简述木材干燥室对加热器的要求及种类？3、怎样安装和使川疏水器？※第六章木材室干工艺一、名词解释1、室干2、干燥基准3、波动干燥基准4、半波动干燥基准5、双阶段干燥基准6、干燥周期7、炭化二、问答题1、简述干燥室壳体及设备的检查包括哪些？2、简述木材干燥前的准备检查工作？3、木材堆积的方法冇几种？4、简述隔条的作用及要求?5、简述堆积钢材时的注意事项？6、简述干燥基准及其选用依据？7、请详细说明木材室干工艺过程？8、请说明木材干燥前为什么要进行预热？如何预热？9、为什么在干燥过程中要进行中间处理及中间处理的要求？10、木材在干燥过程中结束时的终了处理如何进行？11、干燥中常见的缺陷冇哪些？并分析开裂的原因及如何防止？※第七章木材大气干燥一、名词解释1、气干2、三角形堆积3、纵横交替堆积4、交替倾斜堆积5、界层6、强制气干法7、联合干燥8、两段干燥二、问答题1、简述大气干燥的特点？2、材堆的堆积形式和作用是什么？3、大气干燥时堆垛的基本要求冇哪些？4、人气干燥的堆积方法有儿种？5、影响成材人气干燥的因索有哪些？※第八章木材除湿干燥一、名词解释除湿十燥二、问答题简述除湿干燥室与普通十燥室的区别及除湿干燥的适丿IJ范围?※第九章木材真空干燥一、名词解释真空干燥二、问答题1、什么叫木材的真空干燥？原理是什么？2、真空干燥木材有什么特点？3、真空干燥法的优缺点及适用范围？※第十章木材太阳能干燥一、名词解释1、太阳常数2、散射辐射3、太阳的总辐射二、问答题1、简述太阳能干燥平板型集热器的结构组成及常川材料。
木材干燥学 第二章 与木材干燥有关的木材性质解读
（3）木材含水率的测定
木材含水率的测定方法很多，但在木材工 业中较常用的方法是称重法和电测法。
① 称重法 (烘干法) 先称出湿材质量和全干材质量，再用上述 公式计算木材含水率。 求全干材质量方法是从湿木材上截取一小 试片，去毛刺后立即称重并作记录，然后放入干燥箱，在103士 2℃的温度下干燥。在试片干燥过程中，每隔一定时间称重并作记 录。到最后连续两次称出的质量相等或相差极小时，表明试片中 的水分已全部排出，此时的试片质量就是全干重。 优点：数值较可靠； 缺点：要从整块木材上截取试片，试片烘干要较长时间。另 外，如木材中含有较多的松节油或其他挥发性物质，这些挥发物 的质量都算到水分当中，会引起一定的误差。 这种方法基本上能正确测定木材含水率，但对较大测定对象， 只能采用小的试验片来代替，或破坏测定对象。生产现场几乎不 被采用。
2.2 木材与水分
2.2.1 木材中的水分由来
2.2.2 木材的含水率及测定
（1）木材的含水率
木材中的水分含量多少通常用含水率或含 水量 （Moisture content，简称MC）来表示， 即用木材中水分的质量与木材质量之比的百分 数的方式表示。根据计算基准的不同分为绝对 含水率和相对含水率两种。 木材干燥生产中一般采用绝对含水率 （MC），即木材中水分的质量占木材绝干质 量的百分率。
2.2.5 木材的平衡含水率
（1）木材的平衡含水率
薄小木料在一定空气状态下最后达到的吸湿稳定含 水率或解吸稳定含水率叫做平衡含水率（Equilibrium moisture content，简称EMC）。 木材平衡含水率随着周围空气的温度和相对湿度 的改变而变化。 一定的空气压力下，温度升高，水分子的势能增 加，容易脱离木材分子的束缚而蒸发，平衡含水率降 低，但变化不大；一定的温度条件下，平衡含水率随 空气相对湿度升高显著增大。当相对湿度升高到100% 时，平衡含水率达到最大值，此时的平衡含水率也叫 纤维饱和点。在实际生产中，可以根据空气的温、湿 度（p14的表2-4）来查出木材的平衡含水率。
木材 的 性 质
木材的性质木材 (英文名:Solid Wood) 是人类生活中必不可少之材料，具备质轻，有较高强度，容易加工之优点，且某些树种纹理美观；但也有容易变形，易腐，易燃，质地不均匀，各方向强度不一致，并且常有天然缺陷，故认识木材重要性，才能正确使用木材。
1.木材强度质地不均匀，各方面强度不一致是木材之重要特点，也是其缺点。
木材沿树干方(习惯叫顺纹)之强度较垂直树干之横向(横纹)大得多。
例图为松木与杂木三方向之抗压强度。
各方面强度之大小，可以从管形细胞之构造、排列之方面找到原因。
木纤维纵向联结最强，故顺纹抗拉强度最高。
木材顺纹受压，每个细胞都好象一根管柱，压力大到一定程度细胞壁向内翘曲然后破坏。
故顺纹抗压强度比顺纹抗拉强度小。
横纹受压，管形细胞容易被压扁，所以强度仅为顺纹抗压强度之1/8左右，弯曲强度介于抗拉，抗压之间。
木材顺纹抗拉强度最高，是指用标准试件作拉力试验得出数值，实际上，木材常有木节、斜纹、裂缝等“疵病”，故抗拉强度将降低很多，强度值不稳定，一般木材多用作柱、桩、斜撑、屋架上弦等顺纹受压构件，疵病对顺纹抗压强度影响不是很大，强度值也较稳定。
木工师傅常说“立木顶千斤”，很好地表达了木材顺纹抗压较强之特点。
木材也用作受弯构件，如梁、板。
对受弯构件之木材须严格挑选，避免疵病之影响。
2.木材含水量对强度，干缩之影响木材之另一特性是含水量大小值直接影响到木材强度和体积，木材含水量即木材所含水分之重量与木材干重之比，亦称为含水率，取一块木材称一下重量，假定是4.16Kg，把它烘干到绝对干燥状态，再称重量是3.4Kg，则此木材之干重为3.4Kg，所含水分之重量为4.16-3.4=0.76Kg。
这块木材之含水率为：含水率（w%）=（含水木材之重量-干木材之重量）/（干木材之重量）x100%=0.76/3.4x100%=22.3%新伐木材，细胞间隙充满水，木材之含水率在100%以上，在场地堆放时，细胞腔里之水先蒸发出去，此时木材总重量减轻，但体积和强度都没有什么变化。
木材中的水分与木材干燥
当木材中含有的水分过多时，会影响其产品的质量，所以要对木材进行干燥处理。
本章主要从木材中的水分及其与木材干燥的关系方面作一简单的介绍。
第一节木材中的水分和木材含水率木材中所含水分数量的多少用“木材含水率”表示。
它是木材中水分的重量与木材重量的百分比（％）。
含水率可以用绝干木材的重量作为计算基础，得到的数值叫做绝对含水率，并简称为含水率，木材干燥生产中一般采用绝对含水率（即含水率）来计算和反映木材的实际含水率状态，而相对含水率只用于木材作为燃料时的含水率计算。
木材按干湿程度可分5级：湿材：长期放在水内，含水率大于生材的木材。
生材：和新采伐的木材含水率基本一致的木材。
半干材：含水率小于生材的木材。
气干材：长期在大气中干燥，基本上停止蒸发水分的木材。
这种木材的含水率因各地的干湿情况而有所不同，变化范围一般在8％—20％之间。
室（窑）干材：经过（窑）干处理，含水率为7％—15％的木材。
第二节木材中水分的组成和对木材干燥的影响木材是由细胞组成的，每个细胞又是由细胞腔和细胞壁组成的。
细胞壁上所具有的纹孔，使每个细胞的细胞腔相互连接，构成了大毛细管系统；而细胞壁主要是由微纤维组成，微纤维又由微胶粒构成，微纤维之间及微胶粒之间具有的空隙构成了微毛细管系统，木材中的水分就存在于这两个毛细管系统之中。
因水分存在的系统不同而分为三种：1、自由水（毛细管水），存在于细胞腔中；2、吸着水（吸附水、结合水、细胞壁水），存在于细胞壁中；3、化合水：与细胞壁组成物质呈化学结合状态。
它们均沿着系统的通路向纵横方向扩散。
细胞腔中的自由水被蒸发后，细胞便不能从空气中再吸收水分，因而影响木材的重量、燃烧力、干燥性、液体渗透性和耐久性。
而细胞内的微毛细管则具有从空气中释放水分的能力，它直接影响木材的强度和胀缩（体积或尺寸的变化），即木材的稳定性。
化合水在木材中极少，因而对木材的性质无影响，所以木材处于干燥状态时，自由水的蒸发只是减轻了木材的重量。
木材干燥学知识要点归纳(打印版)
木材干燥学知识要点归纳第一章一、填空1•木材干燥是指在热力作用下以蒸发或沸腾的汽化方式排出水分的处理过稈2•木材干燥研究的对象为锯材干燥，研究内容主要包括木材干燥介质.木材的干燥特性及干燥过程中的热、质传递规律，木材干燥设备、、工艺及干燥室的设计。
因此木材学是一门综合木材学、热工、机械、建筑、控制等多科性的应用科学。
3.木材干燥的的原则是在确保干燥质量、节能、环保以及低成本的前提下尽可能提高木材的干燥速度。
4.木材干燥的任务是排除木材中多余的水分，以适应不同的用途和质量要求。
5.木材干燥的基本原理就是利用木材含水率梯度、温度梯度和水蒸气压力梯度，促使水分以液态和气态两种形式连续地由木材内部向表面移动,并通过木材表面向干燥介质蒸发,内部的水分移动速度与表面的水分蒸发强度协调一致，使木材由表及里均衡地变干。
二、木材干燥可以从很多方面提高木材的使用性能，主要有哪几点？1、可以提高木材和木制品的力学强度、胶结强度以及表面装饰质量，改善木材的加工性能。
2、可以提高木材和木制品形状尺寸稳定性，防止木材干裂。
3、可以预防木材的变质和腐朽，延长木制品的使用寿命。
4、减轻了木材的质量，有利于提高车辆的运载能力。
5、可以提高木材的热绝缘性和电绝缘性三、1.木材的干燥方法可分为大气干燥和人工干燥两大类2.大气干燥简称气干，是自然干燥的主要形式，分为自然气干的强制气干两种3、简述9种人工干燥的方法和种类名称:如常规干燥、高温干燥、除湿干燥、太阳能干燥、高频干燥与微波干燥、真空干燥、远红外干燥、压力干燥、溶剂干燥第二章一、什么叫干燥介质？p26干燥介质的三个作用是什么？p21干燥介质是在干燥过程中能将热量传给木材，同时将木材中排除的水蒸气带走的媒介物质干燥介质的作用:1、能将热量传递给木材2、吸收木材蒸发出来的水蒸气3、将多余的水蒸气排到室外去二、常压过热蒸气在干燥室友是怎样形成的？形成过程主要分为两个阶段形成:1、当木材刚放进干燥室时，木材中含有水分，干燥室中的加热器开始对木材加热，木材开始蒸发，变为水蒸气2、干燥室中的加热器继续加热，当空气中的相对湿度达到100%，水蒸气的温度达到1OO o C时不饱和蒸气变为饱和蒸气，气流循环，此时再将加热器中的阀门开大，干燥室的温度继续升高，蒸气由饱和状态过渡到常压过热状态三、湿空气、常压过热蒸气的性质及各种名解。
木材干燥学 第二章 与木材干燥有关的木材性质
自由水 细胞腔 细胞壁
结合水
含水率
结合水 自由水
生材
饱和状态 有
FSP状态 (25~30%以上)
饱和状态 极少
干燥
EMC状态 (15%前后) 平衡状态
没有
全干状态
(0%) 极少 没有
（2）木材的纤维饱和点
木材在干燥过程中，细胞腔中的自由水完全蒸发， 细胞壁中吸着水量处于最大限度状态时的含水率，称之 为纤维饱和点（Fiber saturation point，简称FSP）。
生 材：和新采伐的木材含水率基本一致的木材。 半干材：含水率小于生材、相当于纤维饱和点的木材，一般在
22%~35%的含水率范围内。 气干材：长期贮存于大气中，与大气的相对湿度趋于平衡的木
材。其含水率取决于周围环境的温度和相对湿度，一 般在8%~20%之间，我国国标把气干材平均含水率定 为12％。 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7~15%的木材，通常根据木材使用 区域、场合及用途等而定。 绝干材：含水率为零的木材称为绝干材或全干材。
2.1.2 边、心材的干燥性能
边、心材的干燥性能有明显区别。通常情况下生材 在制材后，边材的含水率都在100% 以上，干燥初期阶段 需时间较长，由于管胞具缘纹孔处于开启状态，水分容 易移动，干燥速度相对较快。心材初期含水率较边材低， 但由于针叶树材管胞纹孔在由边材形成心材时，或干燥 过程中，其纹孔膜上的纹孔塞往往偏向一边，将纹孔口 堵住形成纹孔闭塞状态，及阔叶树材中侵填体的存在等， 会妨碍水分的移动，影响到干燥速度。
木材干燥学思考题答案
⽊材⼲燥学思考题答案⽊材⼲燥学概论1、什么是⽊材⼲燥？⽊材⼲燥是指在热⼒作⽤下，以蒸发或沸腾的汽化⽅式排出⽊材中⽔分的过程。
主要指按照⼀定的基准有组织有控制的⼈⼯⼲燥过程，也包括受⽓候条件制的⼤⽓⼲燥。
2、⽊材⼲燥的⽬的？（1）把⽊材⼲燥到与使⽤地适合的含⽔率可以防⽌⽊材变形、开裂。
（2）把⽊材⼲燥到含⽔率15%以下，可以防⽌⽊材变⾊、腐朽，⼲燥过程中较⾼的温度可以杀死⽊材中的⾍卵，从⽽有效防⽌⽊材遭受⾍害。
（3）可以提⾼⽊材的强度和握钉⼒，改善⽊材物理、⼒学性能；潮⽊材胶合和油漆性能差，把⽊材⼲燥到含⽔率5%~12%可以提⾼⽊材的胶合和油漆性能；⼲燥的⽊材具有良好的保温性和绝缘性。
（4）因为⼲燥过程中排出了⼤量⽔分，使⽊材重量减⼩，从⽽⼤⼤降低了⽊材的运输费⽤。
（5）⽊材⼲燥对于合理、节约利⽤有限的森林资源，保持⽣态平衡，对于发展国民经济和现代化建设具有⾮常重要的意义。
3、⽊材⼲燥的⽅法？(天然)⼤⽓⼲燥，⼈⼯⼲燥，常规窑⼲，除湿⼲燥，太阳能⼲燥，真空⼲燥，⾼频和微波⼲燥，红外辐射⼲燥，接触(热压)⼲燥第⼀章⽊材中的⽔分与环境4、⽊材含⽔率的测定⽅法？（1）称重法（烘⼲法）优点：测量数值较可靠；含⽔率测量范围不受限制缺点：测量时间长，不能实现在线测量；测量繁琐；要破坏⽊材；当⽊材含有较多的松节油或其他挥发性物质时，测量会有误差。
（2）电测法：利⽤⽊材的电学性质，如电阻率、介电常数与⽊材含⽔率之间的关系，来测定⽊材的含⽔率。
电测法的⽊材含⽔率仪主要有两类：直流电阻式：即利⽤⽊材中所含⽔分的多少对直流电阻的影响来测量⽊材的含⽔率。
交流介电式：即根据交变电流的功率损耗与⽊材含⽔率的关系⽽设计的含⽔率仪。
（奥地利MERLIN公司的电测含⽔率测量仪是企业经常使⽤的含⽔率测量仪表）电测法特点：优点：使⽤⽅便；测量迅速，能实现在线测量不破坏⽊材缺点：含⽔率测量范围有限，6～30％测量较准确，其他范围测量准确性差；需要进⾏温度校正，树种校正；受⽊材的厚度和⽅向影响（3）蒸馏法：适应于含树脂较多或经油性防腐剂处理后的⽊材。
木材干燥的基本知识
11 9.5 8.5 7.5 6.5 6 5.5 5
4 3.5 3.2
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℃ 72 25.5
20
17 13.5 11 9.5 8.5 7.5 6.5 6 5.5 5
木材干燥的基本知识
研发中心：周建武
课程意义
• 木材干燥技术涉及到木质家具企业的整个经营过程，如木材干燥生产是家具企业 能耗最大的工序，直接影响企业的生产成本；
• 干燥工序是家具制造过程耗时最多的工序，直接影响企业的资金流；
• 干燥生产是家具制造的基础，干燥不合格，使木材在加过程中产生变形，使胶合 强度降低，使油漆质量不达标，使成品家具在客户家中使用时产生开裂，变形， 影响品牌满意度；
第一章 家具水分与使用环境
第一节 家具中的水分
一、家具中水分的由来
活树的树根（主 根和须根）不断地从 土壤中吸取水分，送 到树干，经过木质部 中的管胞或导管输送 到树枝和树叶。树叶 内的水分一部分向大 气中蒸发，另一部分 在叶绿素中参与光合 作用，而大部分水留 在了树干中。活树被 砍伐并锯解成各种规
100
22
16.5
ห้องสมุดไป่ตู้
15
12
10
9 7.5 6.5 6 5.5 5 4.5 4.5 4 3.4
98 22.5
17
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12
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9
8
7
6 5.5 5 4.5 4.5 4 3.3
96
23
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12
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9
8
木材干燥学：与干燥有关的木材性质
W湿＜ 30%时，计算公式为：
l湿2
=
K K
(30 (30
− Wg − Ws
) )
+1 +1
lg
注：1. K的选取（弦切板、径切板、普通板）；
2 .以上二式也可由湿木料尺寸计算干木料尺寸。
【例3】某厂生产一种柞木家具构件，已知构件干毛料规格为 60mm×30mm×1000mm，含水率为10%。若以厂内现有含水 率为28%的大方材锯制，试确定湿毛料尺寸应为多少（厚度
M
木
材 40
含
水 率
30 B
（
） 20
%
10
E
0
P
DC K HA
尺寸变化（%）
• 自由干缩是一种理想干缩，一般干燥都是不自由
干缩。
5.木材含水率与密度的关系
• 木材的密度： • 基本密度：木材的绝干质量与被自由水饱和时的体积之比。
ρj=G干/V湿 • 绝干密度：绝干材的质量与绝干材体积的比值。
ρ0=G干/V干 基本密度与绝干密度的关系： ρ0=100 ρj/（100－30K体） • 气干密度：气干材的质量与气干材的体积之比。
t=20℃, WT=30% t=60℃, WT=26% t=120℃, WT=18%
注：a.FSP是木材干燥的转折点。 b.FSP随温度的升高而减小 ，FSP∝（1/T，树种） 。 c.温度反应了木材从饱和空气中的吸湿能力， 温度越高，木材从饱和空气中吸湿的能力越低。
吸湿（adsorption）：当木材含水率低于FSP时，细胞 壁内的微毛细管系统能从湿空气中吸收水分，这种现 象叫吸湿。反之，水分从微毛细管系统排往空气的现 象叫解吸(desorption)。
木材的湿材和干材特性
干材的应用：在家具、 地板、门窗等产品制
作中广泛使用
干材的加工：需要进 行干燥处理，以去除
水分，提高稳定性
干材的保养：需要注 意防潮、防晒、防虫 等措施，以保持其稳
定性和美观性
感谢您耐心观看
湿材中的细菌还可能影响木 材的强度和耐用性
湿材中的细菌可以通过干燥、 消毒等方法去除或减少
加工难度较大
湿材的硬度和强 度较低，容易变 形和开裂
湿材的含水量较 高，容易吸收水 分和释放水分， 影响加工精度
湿材的表面粗糙， 容易粘附灰尘和 污垢，影响加工 质量
湿材的加工设备 需要经常维护和 保养，以保证加 工精度和效率
干材易于干燥和 保存，不易受潮 和虫蛀
湿材和干材的应用场 景
湿材多用于建筑和装修中的临时替代材料
湿材易于加工和安装，适合临 时使用
湿材价格便宜，可以降低成本
湿材具有一定的强度和稳定性， 可以满足临时使用的需求
湿材可以回收利用，减少环境 污染
干材广泛应用于家具、地板、门窗等产品制作
干材的优：稳定性好， 不易变形，耐久性强
不易变形
干材的密度较高，结构稳定， 不易变形
干材的含水量较低，不易受 潮变形
干材的强度较高，抗弯抗压 能力较强，不易变形
干材的耐久性较好，不易受 虫蛀和腐蚀，使用寿命较长
加工性能良好
干材易于加工， 不易变形
干材具有良好的 机械性能，如抗 压、抗弯、抗剪 等
干材易于涂饰和 胶合，表面光滑 ，色泽均匀
木材的湿材和干材特性
汇报人：
目 录
01. 木材的湿材特性 02. 木材的干材特性 03. 湿材和干材的应用场景
木材的湿材特性
含水率较高
木材干燥学
4.接触干燥
➢接触干燥：利用导热体或比木材更强 的吸湿体或能与水进行反应的物质与 木材接触使之干燥的方法。 例：加压干燥（pressure drying）
5.化学干燥
➢ 化学干燥（chemical drying）：指利用 高温有机或无机化合物作干燥介质加热 和干燥木材从方法。
（1）有机溶剂干燥
溶剂干燥、共沸干燥、有机化合物蒸汽干燥
率一般低于30%。 加热器配置不合理：与国外同容量的干燥室相比，
我国配置的加热器面积约大20%左右。 环保问题：
以年产1万m3蒸汽干燥车间为例，需配置一台4吨/h的 锅炉，其有害物质排放量为：CO21900m3/h，SO245
m3/h ，有害物40kg/h，还有少量NO2
• 1.4 干燥质量的问题
三、木材干燥的目的（意义）
➢ 1. 防止木材变形和开裂，保证产品的加工质量；
➢ 2. 提高木材的力学强度，改善木材的物理性能； ➢ 3. 预防木材腐朽变质，延长木材的使用寿命； ➢ 4. 减轻木材重量，降低运输费用。
四、木材的干燥方法 (drying methods)
➢ 总体分为:自然干燥(natural drying) 人工干燥(artificial drying)
➢ 2.木材干燥的研究对象:是实体木材(Solid Wood)，即锯材的干燥，研究木材的干燥特性 及其在干燥过程中的热质转移规律和水分传导 现象，研究实施木材干燥的设备和工艺及其技 术经济指标。
二、干燥条件
➢木材内部的水分为什么能够被排除？ 其相关的条件是什么？ ➢（条件：介质的湿度、温度、流动速度）
先进设备尚存在以下差距： ① 检测与控制系统精度差、可靠性差;
② 加工粗糙、造型不够精美; ③ 干燥设备的零部件质量差。
4木材的性质
四、木材的性质对木材的利用加工伴随着整个人类文明的发展，在此过程中，对木材性质的探索研究也在不断深入。
作为一种多孔性的生物材料，木材呈现出许多独特的性质。
这里系统讲述了《木材比重》、《木材和水分》、《化学性质》、《物理性质》、《力学性质》以及《木材缺陷》。
了解木材的性质可以更好地加工利用木材，希望这里的一切对大家有所帮助，同时也希望大家来积极参与，日益完善这个栏目。
四．1、木材比重木材的比重为木材的一个重要指标，直接关系到木材的物理力学等性质和木材的加工利用。
木材比重(specific gravity)为某一木材的重量与同体积的水在4℃时的重量之比，无量纲。
与此类似，木材密度(density)为某一木材的质量与其体积之比，单位为g/cm3。
由于木材是多孔性物质，一般含有水分，因此，与其它材料相比，木材比重或木材密度具有特殊性，根据木材状态的不同，有生材密度、气干材密度、绝干材密度和基本密度之分。
生材是树木刚被砍下时的木材，生材密度是生材质量与生材体积之比；气干材是木材长期在一定大气环境中放置的木材，中国国标上认为气干材含水率为12％，气干材密度则是木材12％含水率时的质量与体积之比；绝干材是木材经过温度在103℃左右的烘箱中干燥到其质量不再变化时的木材，认为其含水率为0，木材的绝干材密度则是绝干状态下木材的质量与其体积之比；基本密度是木材试样绝干重与试样饱和水分时的体积之比，就是说密度计算时质量与体积对应着木材的不同含水率状态。
另外，还有一个重要的概念为木材的实质比重，即木材物质或胞壁物质的比重，不包括木材的胞腔等空隙，其数据范围为1.46-1.56，平均为1.50。
根据某一木材的绝干比重和实质比重，可计算此木材绝干材的空隙度，即绝干材的空隙度(%) ＝(1－木材的绝干比重/ 木材的实质密度) × 100%。
木材的实质比重在数值上与木材细胞壁比重接近，但含义不同，因为木材细胞壁中存在一些孔隙，木材细胞壁密度为细胞壁的质量与细胞壁的体积之比。
木材干燥学知识要点归纳(打印版)
木材干燥学知识要点归纳第一章一、填空1.木材干燥是指在热力作用下以蒸发或沸腾的汽化方式排出水分的处理过程2.木材干燥研究的对象为锯材干燥,研究内容主要包括木材干燥介质,木材的干燥特性及干燥过程中的热、质传递规律，木材干燥设备、工艺及干燥室的设计。
因此木材学是一门综合木材学、热工、机械、建筑、控制等多科性的应用科学。
3．木材干燥的的原则是在确保干燥质量、节能、环保以及低成本的前提下尽可能提高木材的干燥速度。
4．木材干燥的任务是排除木材中多余的水分，以适应不同的用途和质量要求。
5．木材干燥的基本原理就是利用木材含水率梯度、温度梯度和水蒸气压力梯度，促使水分以液态和气态两种形式连续地由木材内部向表面移动，并通过木材表面向干燥介质蒸发，内部的水分移动速度与表面的水分蒸发强度协调一致，使木材由表及里均衡地变干。
二、木材干燥可以从很多方面提高木材的使用性能，主要有哪几点？1、可以提高木材和木制品的力学强度、胶结强度以及表面装饰质量，改善木材的加工性能。
2、可以提高木材和木制品形状尺寸稳定性，防止木材干裂。
3、可以预防木材的变质和腐朽，延长木制品的使用寿命。
4、减轻了木材的质量，有利于提高车辆的运载能力。
5、可以提高木材的热绝缘性和电绝缘性三、1．木材的干燥方法可分为大气干燥和人工干燥两大类2．大气干燥简称气干，是自然干燥的主要形式，分为自然气干的强制气干两种3、简述9种人工干燥的方法和种类名称：如常规干燥、高温干燥、除湿干燥、太阳能干燥、高频干燥与微波干燥、真空干燥、远红外干燥、压力干燥、溶剂干燥第二章一、什么叫干燥介质？p26 干燥介质的三个作用是什么？p21干燥介质是在干燥过程中能将热量传给木材，同时将木材中排除的水蒸气带走的媒介物质干燥介质的作用：1、能将热量传递给木材2、吸收木材蒸发出来的水蒸气3、将多余的水蒸气排到室外去二、常压过热蒸气在干燥室友是怎样形成的？形成过程主要分为两个阶段形成：1、当木材刚放进干燥室时，木材中含有水分，干燥室中的加热器开始对木材加热，木材开始蒸发，变为水蒸气2、干燥室中的加热器继续加热，当空气中的相对湿度达到100%，水蒸气的温度达到1000C 时不饱和蒸气变为饱和蒸气，气流循环，此时再将加热器中的阀门开大，干燥室的温度继续升高，蒸气由饱和状态过渡到常压过热状态三、湿空气、常压过热蒸气的性质及各种名解。
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*概念区别： • 吸湿和吸收：要分清两个概念，即吸收和吸
着。吸收是一种表面现象，比如液态水进入 木材的细胞腔，成为木材中的自由水的过程； 对于木材的吸湿过程，则是水分子以气态形 式进入细胞壁，与细胞壁主成分上的吸着点 产生氢键结合的过程。 • 解析和干燥：是两个不同的概念，解吸仅指 木材细胞壁中吸着水的排除，而干燥则是自 由水和吸着水二者的排除。
②细胞间隙；③通过纹孔膜的微孔通道；④通过细胞 壁内微毛细管或吸附内表面扩散移动的通道。
含水率在纤维饱和点以上：
大毛细管内存在着自由水和水蒸气，细胞壁处于饱湿状态， 细胞壁内没有含水率梯度，不存在扩散引起水分移动。
细胞腔内自由水因被水蒸气所饱和而不蒸发，腔内水蒸气也 不移动。只有在含有自由水的毛细管的两端存在压力差即毛细管 张力的情况下，自由水才移动。
含水率在纤维饱和点以下：
木材内水分移动有细胞壁内结合水移动和细胞腔内水蒸气移 动，此时水分靠含水率梯度的扩散作用而移动。
针、阔叶树材中水分移动的主要路径不同： 针叶树材中水分的移动路径主要是由管胞内腔和具缘纹孔
对组成的毛细管体系，另外在沿着纤维方向上垂直树脂道，射线 方向上射线管胞内腔和水平树脂道也是水分的移动路径。
2.2.5 木材的平衡含水率
（1）木材的平衡含水率
薄小木料在一定空气状态下最后达到的吸湿稳定含 水率或解吸稳定含水率叫做平衡含水率（Equilibrium moisture content，简称EMC）。
木材平衡含水率随着周围空气的温度和相对湿度 的改变而变化。
一定的空气压力下，温度升高，水分子的势能增 加，容易脱离木材分子的束缚而蒸发，平衡含水率降 低，但变化不大；一定的温度条件下，平衡含水率随 空气相对湿度升高显著增大。当相对湿度升高到100% 时，平衡含水率达到最大值，此时的平衡含水率也叫 纤维饱和点。在实际生产中，可以根据空气的温、湿 度（p14的表2-4）来查出木材的平衡含水率。
周围空气相对湿度较低，细胞壁中水蒸气分压比 空气中的大，水分由木材向空气中蒸发，使吸着水含量 减少，此现象叫解吸(Desorption)。解吸过程初期，木材 的水分蒸发很强烈，即吸着水下降很快；随着时间的延 续，解吸过程逐渐缓慢，最后达到动态平衡或稳定，此 时木材的含水率叫解吸稳定含水率。
周围空气相对湿度较高，水蒸气从空气向木材细 胞壁中渗透，即木材从空气中吸湿，使吸着水含量增加， 此现象叫吸湿或吸着(Adsorption)。木材含水率在吸湿过 程中达到的稳定值叫吸湿稳定含水率。
2.1.2 边、心材的干燥性能
边、心材的干燥性能有明显区别。通常情况下生材 在制材后，边材的含水率都在100% 以上，干燥初期阶段 需时间较长，由于管胞具缘纹孔处于开启状态，水分容 易移动，干燥速度相对较快。心材初期含水率较边材低， 但由于针叶树材管胞纹孔在由边材形成心材时，或干燥 过程中，其纹孔膜上的纹孔塞往往偏向一边，将纹孔口 堵住形成纹孔闭塞状态，及阔叶树材中侵填体的存在等， 会妨碍水分的移动，影响到干燥速度。
自由水 细胞腔 细胞壁
结合水
含水率
结合水 自由水
生材
饱和状态 有
FSP状态 (25~30%以上)
饱和状态 极少
干燥
EMC状态 (15%前后) 平衡状态
没有
全干状态
(0%) 极少 没有
（2）木材的纤维饱和点
木材在干燥过程中，细胞腔中的自由水完全蒸发， 细胞壁中吸着水量处于最大限度状态时的含水率，称之 为纤维饱和点（Fiber saturation point，简称FSP）。
吸湿滞后现象：
在相同的温湿度条件下，由吸湿过程达到 的木材的平衡含水率低于由解吸过程达到的平 衡含水率。
一般吸湿滞后数值的变异范围在1%~5%之 间，平均值为2.5%。细碎或薄木料(如刨花、单 板、薄木等)吸湿滞后很小，平均仅约为0.2%， 可忽略不计。
吸湿滞后受树种、空气温度、湿度、干燥过程等因素的 影响，受热温度越高且时间越长，木材的吸湿性下降越明显。
优点：数值较可靠； 缺点：要从整块木材上截取试片，试片烘干要较长时间。另 外，如木材中含有较多的松节油或其他挥发性物质，这些挥发物 的质量都算到水分当中，会引起一定的误差。 这种方法基本上能正确测定木材含水率，但对较大测定对象， 只能采用小的试验片来代替，或破坏测定对象。生产现场几乎不 被采用。
② 电测法 即利用木材的电学性质如电阻率、介电常 数等与木材含水率之间的关系，来测定木材的含水率。
（3）木材含水率的测定
木材含水率的测定方法很多，但在木材工 业中较常用的方法是称重法和电测法。
① 称重法 (烘干法) 先称出湿材质量和全干材质量，再用上述 公式计算木材含水率。 求全干材质量方法是从湿木材上截取一小 试片，去毛刺后立即称重并作记录，然后放入干燥箱，在103士 2℃的温度下干燥。在试片干燥过程中，每隔一定时间称重并作记 录。到最后连续两次称出的质量相等或相差极小时，表明试片中 的水分已全部排出，此时的试片质量就是全干重。
MC终
EMC
MC 2
气干锯材的平衡含水率可粗略地认为：
室干材吸湿滞后数值较大，干燥期间介质 M温MC解C解度越高，干锯材吸： 湿滞后的数值越大。木材
MMC吸C吸
干燥过程最终含水率通常情况下取：
MC终 EMC 2.5%
（2）木材平衡含水率的确定
木材平衡含水率是气态介质温、湿度的函数，是用木材含 水率来表示气态介质的状态。确定方法有：
按气候资料查定的木材平衡含水率可作为确定干燥 锯材最终含水率的依据。
2.2.6 木材中水分的移动
木材干燥过程是木材中水分扩散到材面而蒸发逸
散到周围空气中的过程。它包括木材内部水分移动和 木材表面水分蒸发这两个物理现象。
（1）木材中水分移动的途径 移动方向可顺纹理，也可横纹理；在木材干燥
和湿润过程中，几乎由横纹理方向水分移动来决定。 木材中水分移动四种途径：①直接连通的细胞腔；
第二章 与木材干燥 有关的木材性质
2.1 木材构造特征
2.1.1 木材解剖特征对干燥的影响
木材中的水分要顺利地向外移动，木材内部就必须有水分移动 的通道，即细胞腔、纹孔、细胞间隙及细胞壁内的微毛细管等。这 些通道若呈开放状态，则木材容易干燥；反之，木材难干。所以说， 木材解剖分子的状态及特征对木材干燥时间的长短和干燥工艺的制 定起着决定性的作用。
阔叶树材中水分的移动路径主要是导管，还包括管胞、导
管状管胞等。
（2）木材中水分移动的机理
①依靠毛细管张力的毛细管水移动 基于毛细管中弯液面的表面张力差而进行的。在毛细管系统
中，细的毛细管则从粗的毛细管中吸取水分。 ②靠扩散进行的水蒸汽的移动 只能在木材内充满空气的孔隙内进行。湿木材空隙内扩散的
水蒸气从润湿的空隙壁的蒸汽压高的一侧蒸发,在空隙内移动,又 重新在蒸汽压低的一侧凝结成水。
木材平衡含水率在木材加工利用上很有实用意义。 木材在制成木制品之前，必须干燥到一定的终了含水率 MC终，此终了含水率必须与木制品使用地点的平衡含 水率相适应。即符合下式: (M衡-2.5%)<M终<M衡。
如使用地点的平衡含水率为15%，则干燥的终了含 水率以13%较为适宜。在这样的含水率条件下，木制品 的含水率能基本保持稳定，从而其尺寸和形状也基本保 持稳定。
（1）图表法：根据木材所处环境的温、湿度，由图（p12的24,2-5）或表（p14的2-4）直接查得。
（2）称重法：根据木材平衡含水率的定义，采用质量法测量计 算木材的平衡含水率。这一方法可以准确地得到未知环境的木材平 衡含水率，但测量过程延续时间比较长。
（3）电测法：直接采用平衡含水率测量装置测量。这种测量装 置可与电阻温度计一起装在干燥室内，用来代替传统的干、湿球温 度计，测量并控制干燥介质状态，尤其适用于计算机控制的干燥室。 即计算机根据所测的木材含水率和干燥介质对应的平衡含水率，按 基准设定的干燥梯度来控制干燥过程。
自由水 细胞腔 细胞壁
结合水
含水率
结合水 自由水
生材
饱和状态 有
FSP状态 (25~30%以上)
饱和状态 极少
干燥
EMC状态 (15%前后) 平衡状态
没有
全干状态
(0%) 极少 没有
2.2.4木材的吸湿与解吸
木材含水率在纤维饱和点以下，周围空气状态 （温度、相对湿度）发生变化时，木材细胞壁中的吸着 水含量也相应地变化。
③靠表面扩散进行的结合水的移动 吸附于木材中的结合水得到能量时，可从吸附表面解吸，而
产生移动；如果得到的能量不足以完全解吸时，则发生结合水 沿着吸附面滑移的现象。这种分子由于浓度梯度或温度梯度的 作用,向着规定的横向滑移，称为表面扩散。这种被活化了的表 面扩散，对于在纤维饱和点以下木材的水分移动是一个主要因 素。
2.2 木材与水分
2.2.1 木材中的水分由来
2.2.2 木材的含水率及测定
（1）木材的含水率
木材中的水分含量多少通常用含水率或含 水量 （Moisture content，简称MC）来表示， 即用木材中水分的质量与木材质量之比的百分 数的方式表示。根据计算基准的不同分为绝对 含水率和相对含水率两种。
结合水（Bound water）存在于细胞壁中，与细胞 壁无定形区（由纤维素非结晶区、半纤维素和木素组成） 中的羟基形成氢键结合。在纤维饱和点以下的区域内， 结合水的多少对木材各项物理性质有很大影响。
对于生材来说，自由水和结合水同时存在，其中 自由水的水分量随着季节变化，而结合水的量基本保持 不变。
木材某些构造特征，会使木材干燥过程中产生一些缺陷。如早 材与晚材变化为急变的木材，干燥过程中在早材与晚材的交界处易 产生环裂；木射线含量多的树种，特别是具有宽木射线的木材，干 燥时易产生径裂。阔叶树材，由于边材中含有侵填体的导管较少， 多数导管呈开放状态，边材导水性较好；心材中多数导管内含有侵 填体，使导管腔部分或全部被堵塞，心材导水性较差。因此，在干 燥过程中心材和边材产生不均匀的收缩应力，使木材在边材和心材 的交界处发生皱缩，特别是小径木木材干燥时，易产生皱缩缺陷。