木材干燥学 第二章 与木材干燥有关的木材性质概要
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《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。
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。
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。