木材干燥学pdf

《木材干燥学》课程大纲一、课程概述课程名称（中文）：木材干燥学（英文）：Wood Drying Science课程编号：14351042课程学分：2.5课程总学时：40课程性质：专业课二、课程内容简介（300字以内）《木材干燥学》是“木材科学与工程”专业的一门专业核心课程，是实践性较强的应用科学学科之一，是一门综合木材学、热工学、电子与电工学、机械基础、建筑、仪表、自动控制等多科性的应用学科，是木材加工科学领域的一个重要分支。

本课程主要讲授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，实施木材干燥的设备和工艺及其技术经济指标。

三、教学目标与要求木材干燥学在“木材科学与工程”专业培养计划中是一门专业核心课程。

通过本课程的学习使学生了解木材干燥介质的特性；与干燥有关的木材性质；了解木材干燥过程的规律性；掌握锯材干燥工艺；熟悉锯材干燥设备，并具有对干燥设备进行选用、设计、计算的能力。

四、教学内容与学时安排第一章绪论（2学时）1. 教学目的与要求：使学生了解木材干燥的目的、意义、分类、主要内容、主要方法及木材干燥技术的发展动向。

2. 教学重点与难点：木材干燥的目的、意义、分类、主要内容、主要方法及木材干燥技术的发展动向。

第一节木材干燥学概述（1学时）一、木材干燥学研究的对象和内容二、木材干燥的基本原理三、木材干燥的意义四、木材干燥技术的发展趋势第二节木材干燥的方法（1.0学时）一、大气干燥二、人工干燥第二章木材干燥基础（6学时）1. 教学目的与要求：理解木材的吸湿、解湿、平衡含水率、干缩、变形、密度、木材的弹性、塑性的概念、木材热学与电学性质及在木材干燥中的应用；正确理解湿饱和蒸汽、干饱和蒸汽、过热蒸汽、干度、湿空气、相对湿度的概念，掌握hd—图的应用；掌握热、湿转移的基本公式，水分的蒸发与移动过程，空气的流动特性；了解木材非对流加热，应力及干燥时间的理论计算。

2. 教学重点与难点：木材吸湿滞后的机理，计算木材的干缩系数;hd—图的应用;对流干燥过程、应力与变形;木材水分的束缚;木材对流加热与冷却的分析。

木材干燥学第一讲绪论1.1 木材干燥学概念：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。

2.2 目的及意义：* 提高木材和木制品稳定性，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。

3 木材干燥方法：大气干燥：自然大气干燥、强制大气干燥：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，受气候等影响，终含水率较高,易虫蛀、腐朽，变色，开裂人工干燥：常规干燥：干燥周期短，介质条件可控，可以得到任何终了含水率，干燥技术成熟，干燥质量好；能量消耗大（40-70%），设备投资大，干燥成本较高，对环境不太友好。

高温干燥：干燥速度快，时间短，木材尺寸稳定性好，易产生干燥缺陷，木材颜色变深，表面硬化、发脆、加工略困难。

除湿干燥：节约能源，环境友好、干燥质量好，但是干燥温度低，干燥成本高，干燥时间长太阳能干燥：节约能源，干燥成本低，但是温度低，干燥时间长，受气候影响较大微波干燥：加热均匀、干燥速度快，周期短，干燥质量好，贵重树种及高档材，适合用微波干燥方法干燥，但是以电为能源，成本高，设备性能不完善远红外干燥：远红线外穿透能力低，只适合干燥薄板。

真空干燥：干燥周期短，干燥质量好，适合于透气性好的硬阔叶材厚板或易皱缩的木材。

能耗较高，容积较小,控制较为复杂；加压干燥：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。

第二讲木材干燥基础1.2.3 木材含水率测量烘干法(或称重法）：电测定法：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，来测定木材含水率的方法。

特点：①测量范围有限：6％～28％。

②需要进行温度修正：温度越高，电阻越小，读数偏大。

③树种修正：树种不同，密度存在差异。

④插入深度和方向：深度为木材厚度的1/3左右，方向为横纹方向蒸馏法：适合于含树脂丰富或经过油性防腐处理的木材2.3 纤维饱和点：当木材细胞腔中自由水蒸发完毕，而细胞壁中的吸着水还处于饱和状态时的木材含水率叫纤维饱和点。

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。

木材干燥学1.按照木材中水分排出的方式木材的干燥可分为机械干燥、化学干燥和热力干燥这三种热力干燥按条件人为控制与否可分为大气干燥、人工干燥根据木材加热方式不同，热力干燥又可分为对流干燥，电介质干燥，辐射干燥和接触干燥2.木材干燥的干燥设备动力设备、热力设备、检测设备、运输设备3.木材干燥的干燥工艺准备工作，干燥基准测定，干燥结束，干燥储存4.水蒸汽按其状态可分为：湿饱和蒸汽，干饱和蒸汽，过热蒸汽5.湿空气是干空气和水蒸气的混合物。

湿度分为绝对湿度和相对湿度6.I-d图主要线系构成等焓线和等湿含量线，等温线，等相对温度线，等水蒸汽压力线，此外还有密度和比体积线系等7.干燥介质的炉气要求：少烟或无烟，无火花和灰尘，温度适宜稳定，炉气的气流量稳定8.木材可按干湿程度分为六级：湿材、生材、半干材、气干材、室干材、绝干材9.干缩规律：弦向>径向>纵向阔叶树材的干缩>针叶木材密度高的木材干缩>密度低的木材10.干缩过程与湿胀过程一般限制在纤维饱和点和全干状态之间11.气态干燥介质主要包括（湿）空气、炉气和常压过热蒸汽这三种12.相对湿度也可称作空气的饱和度，说明在一定温度下空气被水蒸汽所饱和的程度13.一定状态的空气冷却到饱和状态是的温度叫露点温度14.影响木材热扩散的因素有木材密度，含水率，温度，热流方向15.通常把传热现象看做是导热，热对流，热辐射这三种基本方式，传热的主要形式是导热和热对流。

同样，湿交换也可分为：稳定湿交换和不稳定湿交换16.按照温度场是否随时间变化，导热可分为稳定导热，非稳定导热17.在木材干燥相对湿度的测量常用的是干湿球湿度计和毛发湿度计18.干燥初期应力外拉内压阶段，干燥末期应力外压内拉阶段19.干燥过程中产生内应力的原因：木材构造上的各向异性，木材断面上含水率分布不均匀应力种类：①湿应力②残余应力③全应力20.测定含水率的方法有很多种，生产单位通常采用的的是重量法和电测法1目前木材干燥室以湿空气为主要干燥介质，蒸汽为主要热源，对流换热为主要热交换方式2按照作业方式，干燥室可分为周期式干燥室，连续式干燥室3按照干燥介质的种类分为空气干燥室，炉气干燥室，过热蒸汽干燥室4按照干燥介质的循环特性分为自然循环干燥室，强制循环干燥室5周期式强制干燥室根据风机在干燥室布置的不同又可分为室内顶风机型，室内侧风机型，室内端风机型和喷气型6室内顶风机型又可分为纵轴型，横轴型和直联型7干燥室的设备供热设备，调湿设备，通风设备，木材运载与装卸设备及检视设备和仪表8供热与调湿设备主要包括加热器，喷蒸器，疏水器和连接管路。

木材干燥学（仅供参考）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。

因此木材干燥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内是怎样形成的？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，将进排出口关闭,形成密闭容器,打开干燥室中的加热器,开始对木材加热，木材中的水分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。

木材干燥知识点汇编木材干燥知识点汇编默认分类2008-04-03 14：37：23阅读29评论0字号：大中小什么叫木材干燥?木材中含有一定数量的水分。

木材中水分的多少随着树种、树龄和砍伐季节而异。

为了保证木材与木制品的质量和延长使用寿命，必须采取适当的措施使木材中的水分(含水率)降低到一定的程度。

要降低木材的含水率，必须提高木材的温度，使木材中的水分蒸发和向外移动，在一定流动速度的空气中，使水分迅速地离开木材，达到干燥的目的。

为了保证被干木材的质量，还必须控制干燥介质(如目前通常采用的湿空气)的湿度，以获得快速高质量地干燥木材的效果，这个过程叫做木材干燥。

由于上述方法是利用对流传热方式，从木材的外部外热干燥的方法，所以，又称为对流干燥。

概括地说木材干燥就是水分以蒸发或汽化的方式由木材中排出的过程。

木材为什么要干燥?新鲜木材含有大量的水分，在特定环境下水分会不断蒸发。

水分的自然蒸发会导致木材出现干缩、开裂、弯曲变形、霉变等缺陷，严重影响木材制品的品质，因此木材在制成各类木制品之前必须进行强制(受控制)干燥处理。

正确的干燥处理可以克服上述木材缺陷，提高木材的力学强度，改善木材的加工性能。

它是合理利用木材，使木材增值的重要技术措施，也是木制品生产不可缺少的首要工序。

木材干燥的意义有哪些?木材具有较小的密度和较大的强度(品质系数较高)，耐酸碱腐蚀，绝缘性能较好，易于切削，纹理和色泽美丽等优良性质。

在建筑、机械、车辆、船舶、纺织、农具、家具、乐器、航空等国民经济的各部分都需要使用大量的木材。

但是，用未经干燥的木材制成的产品不能保证质量，所以必须对木材进行干燥处理。

木材经过干燥处理以后，可以取得以下几方面的效果。

提高木材和木制品使用的稳定性。

木材长期暴露在空气中会发生湿胀和干缩现象，而木材的不均匀的湿胀干缩，往往会引起木材开裂和变形，影响使用，造成浪费。

若用湿的木材或没有干燥好的木材制造产品(如门窗、地板、家具等)时，刚刚做好时好像不错，可是经过一段时间后，随着木材的变干就会发生门框歪斜、地板翘曲、接榫松脱或板面开裂等现象，造成很大的损失。