木材干燥学

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。疏水器是安装在加热管道上的必须设备之一，其作用是排除加热器中的冷凝水，阻止蒸汽损失，以提高加热器的传热效率，节省蒸汽

9喷蒸管是用来快速提高干燥室内的温度和相对湿度的装置。

10干燥设备的技术经济技能包括工艺性能，使用性能，节能效和经济效果

11温度测量仪表按测温方式可分为接触式和非接触式

12热电阻温度计是中低温区最常用的一种温度检测器

木材干燥技术上的温度测量，毛发温度计已被淘汰，目前应用较多的主要有干湿球温度计，平衡含水率传感器和湿敏传感器

13测量木材含水率的方法有称重法，电阻法，干馏法，滴定法和湿度计法。在木材加工领域通常采用烘干法和电测法

14电测法常用的含水率测量仪器有直流式含水率仪和交流介电式测湿仪

15干燥应力测定的方法可归纳为实测法，切片分析法，疏齿分析法

16检验板式整窑木材的代表，选制时应注意以下的问题，初含率较高，无腐朽无节疤材质密实，弦向板，边材多

17按干燥过程的控制因素通常将干燥基准分为时间干燥基准和含水率干燥基准。目前，常用的基准多为含水率基准。其又可分为波动干燥基准，半波动基准，过热蒸汽干燥基准

18干燥梯度是木材的平均含水率与干燥介质平衡含水率之比

19根据被干燥木材的干燥质量，干燥一般用效率，安全性，软硬度三个指标评价

20除湿干燥系统可分为木材干燥室和除湿机两部分

21木材除湿干燥过程中，热量是由除湿机的冷凝器提供

22木材真空干燥设备主要由干燥罐体，真空泵，加热系统，冷凝系统及控制系统组成

23真空泵课分为水环式真空泵，水喷射式，油环式

24整体上把握，真空干燥可分为预热，干燥，调湿处理三个阶段

25平板型集热器有吸热板，透明盖板，隔热板，外壳等组成

26太阳能干燥室根据集热器与干燥室的关系大致可分为暖房型，半暖房型，集热器型太阳能干燥室

27高频和微波加热可分为电磁感应加热和电介质加热

木材干燥：在热力作用下以蒸发或者沸腾的方式将木材内水分排出（或者使含水率降低到使用要求）的过程。

纤维饱和点：当木材细胞腔中的自由水蒸发完毕，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。

木材平衡含水率：薄小木材在一定空气状态下最后达到吸湿稳定含水率或解吸稳定含水率叫做平衡含水率。

解吸：在纤维细胞点以下时，木材失去水分的过程，叫做解吸。或者木材的结合水失去的过程。或者木材细胞壁内水分失去的过程。

绝对湿度：每1立方米湿空气（空间）中所含有水蒸汽的克数（g）

相对湿度：每立方米湿空气中含有水蒸汽的重量与同温同压下可能含有的最大水蒸汽的重量之比。

湿含量：含有1kg干空气的湿空气中水蒸汽的克数g

干缩系数：在纤维饱和点以下时，木材的含水率每降低1%而引起木材的收缩量，叫做木材的干缩系数，简称干缩系数。

露点：一定状态的空气冷却到饱和状态时的湿度叫露点湿度。

干燥介质：指在干燥过程中将热量传给木材、同时将木材派出的水分带走的媒介物质，叫做干燥介质。种类：湿空气、过热空气、炉气。

导热系数：在木材单位厚度上温度每降低1摄氏度时单位时间内通过单位面积的热量叫做导热系数。

木材干燥室：装配有通风和加热设备，用来干燥木材的建筑物或者金属容器，叫做木材干燥室

干度：1kg湿蒸汽中干蒸汽的相对重量。叫做水蒸汽的干度，简称干度。

干燥基准：在木材干燥过程中暗木材干燥的时间和状态而变化的而变化木材干燥介质温度和相对数度变化的程序表，叫做木材干燥的干燥基准。

一、木材干燥在整个木材加工过程中的意义？1.提高木材和木制品的使用稳定性，防止变形和开裂2.提高木材的力学强度，改善木材的物理性质能。3.预防木材的变质与腐朽，延长木制品的使用寿命。4.减轻了木材的重量。

二、木材干燥的发展趋势？1.降低干燥缺陷以外的木材损耗2.发展短周期、低能耗、低成本、高质量的干燥方法：A两段式 B联合式 C新型干燥技术的探索 D新能源干燥3.完善控制系统（温度、相对湿度、换气）4.对现有的干燥方法进行改造。

三、简述木材干燥的方法有几种？各自的特点如何？1.大气干燥：简称气干，它是利用自然界中大气的热力蒸发木材的水分，达到干燥的目的。分为自然大气干燥、强制大气干燥。特点：简单，不需要干燥设备，它节约能源，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

2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%），设备投资打，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。

3.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。

4.真空干燥：可分为预热、干燥、调湿处理三个阶段干燥。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 原理：在真空条件下，水的沸点降低，木材表面水分蒸发速度加快：木材内外存在较大压力差，使木材内部水分迁移速率加快。

5.太阳能干燥：太阳能干燥是利用集热器吸收太阳辐射能加热空气，再通过空气的对流传热，干燥木材。

6.高频与微波干燥：加热均匀、干燥速度快，周期短，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 原理：把湿木材作为一种电介质，至于微波交变电磁场中，在频繁交变的电磁场作用下，木材中的极化水分子迅速旋转，相互摩擦，产生热量，从而加热和干燥木材。

其具体的发热机理大致有三种：1.木材内的离子在微波电磁场的作用下迅速移动，引起离子导电损耗热效应。2.木材物质非结晶区域存在许多羟基等极性偶极子基团和吸着在亲水性羟基上的吸着水分子，其在交变电磁场作用下能够发生频繁取向运动而引起介质损耗热效应。3.木材中的极化水分子随着交变电磁场方向的变化而迅速旋转，相互摩擦，产生热量。

7.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；容器的容积小，生产量不大。

四、木材内部水分移动路径 1）连续的细胞壁路径 2）连续的细胞壁和细胞腔路径。3）连续的细胞腔路径

五、木材内部水分移动的影响因素内因：1）树种：纹孔大而多，且纹孔上膜上的微孔数量多、纹孔开放的树种水分移动快；一般密度小得树种水分移动快。2）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。3）纹理方向：当温度高于50度时，顺纹移动的速度是横纹的5~8倍；径向比弦向快20~50%。4）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 5）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。

六、干燥室的主要设备，加热器的作用、类型及要求主要设备：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等。

加热器的作用：加热室内空气，提高室内温度，使空气称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，作为干燥介质来干燥木材 要求：1）能够均匀地放出足够的热量，有最大的传热系数及较大的传热面积2）能灵活可靠地调节所放出热量的大小3）耐腐蚀、结构紧凑，使用金属材料少，造价低4）当温度变化幅度比较大时，加热器的结合处不松脱 分类：1）铸铁肋形管加热器2）平滑钢管加热器3）螺旋绕片式加热器4）轧片式加热器

七、隔条的作用及摆放？1)使干燥介质能在每一层板材之间自由流通，以便将热量传递给板材，同时把从板材中蒸发的水分带走。2)使材堆在宽度方向上稳定；3)使材堆的各层木材相互挟持，防止和减轻木材的翘曲。

隔条的摆放：25mm厚的板材，隔条间距不超过0.5m；50mm厚的板材，隔条间距按0.8~1.0布置；50mm以上木材，隔条间距取1.0m到1.2m

八、干燥的基准及种类？定义；根据干燥的时间和木材含水率的变化而编制的干燥介质温度和湿度变化的程序表。分类：含水率干燥基准、时间干燥基准、连续升温干燥基准、干燥梯度基准。

九、木材干燥的整个过程?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、干燥结束和木材贮存等工序。

1、准备工作：干燥前的准备工作包括干燥设备检查、指定或者选择干燥基准。确定最终含水率和干燥质量指标、锯制检验扳和试验板。、含水率测试、材堆近干燥室等。