木材干燥總復(fù)習(xí)提綱整理

1、緒論1木材干燥的定義與目的。定義：在熱力作用下，以 蒸發(fā)或沸騰的汽化方式將木材內(nèi)部水分排出去的過(guò)程。 木材干燥的目的：1預(yù)防木材腐朽變質(zhì)，延長(zhǎng)木材的使用壽命；2防止木材變形和開裂，保證產(chǎn)品的加工質(zhì)量；3. 提高木材的力學(xué)強(qiáng)度，改善木材的物理性能；4.改善木材的環(huán)境學(xué)特性；5減輕木材重量，降低運(yùn)輸費(fèi)用。2木材干燥的常規(guī)干燥方法和特種干燥方法?？傮w分為：自然干燥人工干燥常規(guī)干燥：大氣干燥，室干。特種干燥：除濕干燥，真空干燥，微波干燥，太陽(yáng)能干燥。木材干燥與載熱介質(zhì)1. 干燥介質(zhì)的定義在干燥過(guò)程中能夠把熱量傳遞給木材、同時(shí)又能把木材排出的水汽帶走的媒介物質(zhì)（可為 氣體或液體）。2. 常用的干燥介質(zhì)過(guò)

2、熱水蒸氣、濕空氣、爐氣。4. 過(guò)熱蒸汽的性質(zhì)5. 干度、過(guò)熱度干度：?jiǎn)挝毁|(zhì)量的濕飽和蒸汽中含有干飽和蒸汽的量，用x表示。（描述濕飽和蒸汽的量）x干飽和蒸汽質(zhì)量飽和水質(zhì)量干飽和蒸汽質(zhì)量過(guò)熱度：過(guò)熱蒸汽的溫度與相同壓力下飽和蒸汽溫度的差。過(guò)熱度越大，過(guò)熱蒸汽的狀態(tài) 距離飽和蒸汽的狀態(tài)越遠(yuǎn)，過(guò)熱蒸汽越不飽和，干燥能力越強(qiáng)。（描述過(guò)熱蒸汽的量）7. 相對(duì)濕度、絕對(duì)濕度、濕容量、濕含量的定義絕對(duì)濕度（absolute humidity）:單位體積的濕空氣中所含水蒸氣的質(zhì)量 濕容量：飽和濕空氣的絕對(duì)濕度相對(duì)濕度RH（relative humidity）:單位體積的濕空氣中含有水蒸氣的重量與同溫同壓下可能

3、含有最大水蒸氣的重量之比，即：絕對(duì)濕度與濕容量之比。濕空氣的濕含量：含有 1千克干空氣的濕空氣中水蒸氣的克數(shù)8. 相對(duì)濕度的測(cè)定方法及其原理相對(duì)濕度的測(cè)定：干濕球溫度計(jì)法、平衡含水率法（濕敏試片法）9.1 d圖的作用、分區(qū)作用：圖主要是描述濕空氣的狀態(tài)，即通過(guò)確定濕空氣的各個(gè)參數(shù)，來(lái)確定濕空氣的狀態(tài)。I-d圖總體分成三個(gè)區(qū)域，即不飽和區(qū)、飽和區(qū)、霧區(qū)。10.露點(diǎn)：一定狀態(tài)的空氣冷卻到飽和狀態(tài)時(shí)的溫度11鋡：以1kg干空氣為基礎(chǔ)的濕空氣的熱量。木材與水分的關(guān)系及其性質(zhì)1含水率的計(jì)算、測(cè)定方法含水率的計(jì)算：含水 MC （ Moisture Con te nt）:木材所含水分的多少用水分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)表

4、 示，稱為木材含水率，是水分的質(zhì)量與木材質(zhì)量之比的百分率，記作MC。絕對(duì)含水率：MC=（ W濕-W干）/W干*100%（用于木材加工）相對(duì)含水率：MC0=（ W濕-W干）/ W濕*100% （用于木材燃燒性質(zhì)）含水率的測(cè)量方法：（1）烘干法（稱重法，溫度為 1032C）（2）蒸餾法（3）電測(cè)法（直流電阻式、交流介電式、紅外吸收法、微波法等）2氣干材和室干材的含水率范圍氣干材（8%18%）、室干材（7%15%）3木材中水分的狀態(tài)及存在的位置自由水：指以游離態(tài)存在于木材大毛細(xì)管中的水分吸著水：指以吸附狀態(tài)存在于木材微毛細(xì)管的水分化學(xué)水：指與木材細(xì)胞壁物質(zhì)（纖維組織中的酸、脂肪、油鹽烯、酚醛、色素、

5、糖和復(fù)合 物等）呈牢固的化學(xué)結(jié)合狀態(tài)的水。4纖維飽和點(diǎn)和平衡含水率的定義纖維飽和點(diǎn)FSP （Fiber Saturation Point）:在大氣條件下，當(dāng)自由水蒸發(fā)完畢，而吸著水 還保持著最高量時(shí)的木材含水率叫纖維飽和點(diǎn)，又稱吸濕極限平衡含水率 EMC （ Equilibrium Moisture Content）:細(xì)薄木料在一定空氣狀態(tài)下，最后達(dá)到的吸濕穩(wěn)定含水率或解吸穩(wěn)定含水率，叫平衡含水率。5木材干縮的分類木材的干縮分為橫向干縮（弦向干縮和徑向干縮）和縱向干縮6干縮系數(shù)的定義干縮系數(shù)：纖維飽和點(diǎn)以下吸著水每減少1%的含水率所引起的干縮的數(shù)值，用K表示。7彈性與塑性、彈塑性與溫度、含水率

6、的關(guān)系木材的彈性和塑性 （樹種（密度和構(gòu)造等）、M、t）, M和t越高，木材彈性越小， 塑性越大。注：木材干燥過(guò)程中，中間處理就是通過(guò)提高木材的溫度和含水率來(lái)增強(qiáng)木材的塑性，以 釋放木材內(nèi)應(yīng)力的方法。M MFSP，木材的彈性模量 E不變；MV MFSP，木材的彈性模量 E隨M的降低而增加。（ 吸著水減少，微纖絲距離減小，形成氫鍵結(jié)合較多，木材彈性增強(qiáng)，塑性減弱。）注：在單板旋切、薄木刨制、纖維分離等生產(chǎn)中，采用汽蒸或水煮的方法軟化木材就是基于這一原理。木材的彈性與塑性可以相互轉(zhuǎn)化。8導(dǎo)熱系數(shù)、導(dǎo)溫系數(shù)的定義及區(qū)別導(dǎo)熱系數(shù)（入）：指在木材單位厚度上的溫度降低1C時(shí)單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)單位面積的熱量，它

7、反應(yīng)了木材在某一方向上傳遞熱量的能力，單位為W/ （cm ）。導(dǎo)溫系數(shù)（熱擴(kuò)散系數(shù) a ）:是表示木材在加熱或冷卻過(guò)程中各點(diǎn)溫度趨于一致的能力,a越大，在同樣的外部溫度條件下，物體內(nèi)的溫差越小，單位為m2/s。木材加熱與干燥的物理基礎(chǔ)1傳熱的三種基本形式、導(dǎo)熱與擴(kuò)散的基本公式（即遵循的基本定律）熱轉(zhuǎn)移的三種形式：導(dǎo)熱、對(duì)流、輻射導(dǎo)熱：導(dǎo)熱的基本定律（傅里葉定律）單位時(shí)間內(nèi)在物體內(nèi)部?jī)傻葴孛骈g流動(dòng)的熱量，與垂直熱流方向的面積F和溫度差成正比，與等溫面間的距離成反比：QF x擴(kuò)散流量公式（斐克定律）：i D_Cx2干燥時(shí)木材中水分的移動(dòng)途徑和動(dòng)力自由水移動(dòng)的路徑：自由水因毛細(xì)管力作用以液態(tài)形式沿大

8、毛細(xì)管系統(tǒng)作毛細(xì)管運(yùn)動(dòng)。吸著水移動(dòng)的路徑：微毛細(xì)管路徑：吸著水因毛細(xì)管張力差作用以液態(tài)形式從直徑較大的 微毛細(xì)管向直徑較小的微毛細(xì)管擴(kuò)散。大毛細(xì)管路徑:微毛細(xì)管水經(jīng)蒸發(fā)后進(jìn)入大毛細(xì)管系統(tǒng)后，在水蒸氣分壓差的作用下以氣 態(tài)形式擴(kuò)散。混合路徑:在微毛細(xì)管系統(tǒng)和大毛細(xì)管系統(tǒng)中交替移動(dòng)。微毛細(xì)管徑路（a）：在毛細(xì)管張力作用下水分呈液體狀態(tài)沿著細(xì)胞壁內(nèi)的微毛細(xì)管系統(tǒng)由內(nèi) 向外移。毛細(xì)管張力隨著毛細(xì)管直徑的縮小而增大，表層的毛細(xì)管張力比內(nèi)層的大，在這 種張力差作用下，促使結(jié)合水從含水率高的部位向含水率低的部位移動(dòng)。大毛細(xì)管徑路（b）:在水蒸氣分壓差作用下，水分呈蒸汽狀態(tài)沿著由相鄰的細(xì)胞腔，紋孔腔 及紋孔膜

9、上的微孔所組成的大毛細(xì)管道向木材表面擴(kuò)散?；旌蠌铰罚╟）：即水分交替地既呈液體狀態(tài)又呈蒸汽狀態(tài)，不斷沿著彼此相鄰的微膠粒間毛 細(xì)管和細(xì)胞腔的移動(dòng)或擴(kuò)散。3木材干燥速度的因子木材表面水分蒸發(fā)的速度決定于：介質(zhì)的、介質(zhì)的流動(dòng)速度、介質(zhì)的流動(dòng)方向、蒸發(fā)面的溫度。樹種，木材的部位，水分移動(dòng)方向，木材含水率，溫度。5應(yīng)力產(chǎn)生的原因、應(yīng)力的分類原因：厚度方向上含水率不均勻，木材是彈塑性體、各向異性體分類：含水率應(yīng)力（或彈性應(yīng)力）、殘余應(yīng)力、附加應(yīng)力6由于木材內(nèi)外層干縮不均勻引起的應(yīng)力變形產(chǎn)生發(fā)展的過(guò)程干燥的第一階段（前期），M表層V M FSP,而M內(nèi)層MFSP。在干燥的第一階段（前期）， M表層V M

10、FSP,而M內(nèi)層MFSP,.木材的表層收縮， 內(nèi)層不收縮，這樣內(nèi)層受到表層的壓縮而產(chǎn)生壓應(yīng)力；表層受內(nèi)層的擴(kuò)張而產(chǎn)生拉應(yīng)力。 由于木材的橫紋抗拉強(qiáng)度最弱，因此，當(dāng)表層的張應(yīng)力超過(guò)橫紋抗拉極限強(qiáng)度時(shí)，就產(chǎn)生 表裂。在應(yīng)力和熱濕作用下，表層和內(nèi)層均產(chǎn)生塑性變形。表層即使沒有內(nèi)層的作用，也不能收 縮到其自由收縮的位置。而內(nèi)層也一樣，若沒有表層的作用，也不能恢復(fù)到原始的尺寸。干燥第二階段（中期）,M表層v MFSP, M內(nèi)層v M FSP, M表層趨于 MEMC。 在干燥第二階段（中期）， 由于表層的含水率向 EMC 趨近，水分蒸發(fā)速度降低，所以表 層的收縮減小。在含水率梯度的作用下，內(nèi)部的水分向表層

11、移動(dòng)，使內(nèi)部的含水率也降到FSP以下，內(nèi)層也開始收縮，這樣內(nèi)外層之間的相互作用減弱。隨著內(nèi)層含水率的降低，收縮加劇，內(nèi)外層之間的作用逐漸減小，直到某一時(shí)刻，內(nèi)外層 之間的作用為零，即內(nèi)應(yīng)力為零。但此時(shí)木材總體的含水率仍然高于要求的終含水率，仍然存在含水率梯度，存在濕應(yīng)力。 木材干燥的第三階段（后期 ）， M 表層已接近 MEMC ， M 內(nèi)層也向 MEMC 趨近。 在干燥第三階段（后期），表層含水率幾乎與 EMC 相等，而內(nèi)層含水率也接近 EMC。 表層的收縮基本結(jié)束，由于含水率的降低以及在前一階段內(nèi)層的作用使得表層的塑性變形 在此被固定，即 表面硬化（塑化固定），而內(nèi)層卻仍然在收縮。這樣，

12、表層不收縮反而受到內(nèi)層收縮而導(dǎo)致的壓縮，產(chǎn)生了 壓應(yīng)力；而 內(nèi)層要收縮，卻受 到表層的牽制，產(chǎn)生了 拉應(yīng)力。當(dāng)內(nèi)層的拉應(yīng)力超過(guò)橫紋抗拉極限強(qiáng)度時(shí)，會(huì)產(chǎn)生 內(nèi)裂。7. 弦切板的外表面及帶髓心的方材四個(gè)表面易出現(xiàn)開裂的原因 弦切板（a）:外材面干縮大于內(nèi)材面干縮含有圓心的方材（b）:圓周方向的干縮大于半徑方向的干縮，使得外圍區(qū)域受拉，中心區(qū)域 受壓。8. 木材干燥應(yīng)力的四大消除方法及各自的目的 根據(jù)處理階段和處理作用的不同，調(diào)濕處理可分為預(yù)熱處理、中間處理、平衡處理和終了 處理四種。木材干燥室及主要干燥設(shè)備1. 木材干燥室的定義、分類 木材干燥室:是裝配有加熱設(shè)備、調(diào)濕和通風(fēng)設(shè)備，可以人為地調(diào)節(jié)干

13、燥介質(zhì)的溫度、濕 度和氣流循環(huán)速度與方向，專門用于干燥木材的建筑物或金屬容器。也稱干燥窯或干燥爐。木材干燥室的 分類 及命名按干燥方式:周期式干燥室，約占 99% ; 連續(xù)式干燥室，約占 1% 按干燥介質(zhì):空氣干燥室 ; 過(guò)熱蒸汽干燥室 ; 爐氣干燥室按介質(zhì)循環(huán)方式：自然循環(huán)干燥室（0.20.3m/s） ,20%;強(qiáng)制循環(huán)干燥室（ 1m/s）, 80%按加熱方式:蒸汽加熱干燥室、爐氣加熱干燥室、電加熱干燥室、太陽(yáng)能干燥室、導(dǎo)熱油 加熱干燥室、熱水加熱干燥室等。2. 周期式強(qiáng)制循環(huán)干燥室的分類、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、氣流循環(huán)特點(diǎn) 分類:上風(fēng)機(jī)型干燥室 ; 側(cè)風(fēng)型強(qiáng)制循環(huán)空氣干燥室 ;端風(fēng)型強(qiáng)制循環(huán)空氣干燥室

14、 ; 噴氣型強(qiáng)制循環(huán)空氣干燥室結(jié)構(gòu)特點(diǎn):干燥室由三部分組成:上部的風(fēng)機(jī)間、下部的干燥間和后部的控制（操作）間。 風(fēng)機(jī)的布置:所有的風(fēng)機(jī)沿著干燥室長(zhǎng)度方向布置在一根軸上，由一臺(tái)電機(jī)帶動(dòng)。加熱器的布置:加熱器沿干燥室縱向的兩側(cè)墻均勻布置，或者在風(fēng)機(jī)間與干燥間結(jié)合部或風(fēng)機(jī)的兩側(cè)。進(jìn)、排氣道布置：進(jìn)、排氣道混用，布置在風(fēng)機(jī)間縱向側(cè)墻與室頂?shù)慕Y(jié)合部，一般為三角 形斷面，又稱三角氣道。三角氣道的上部與頂部的排氣口相連，三角氣道的斜面上開有圓 形氣孔，與風(fēng)機(jī)間相通。三角氣道的端部與控制間貫通，開口為進(jìn)氣口。介質(zhì)的循環(huán)特性：垂直橫向可逆3. 三防”電動(dòng)機(jī)防高溫、防潮、防腐4擋風(fēng)板的作用、布置形式導(dǎo)流功能，隔離

15、功能擋風(fēng)板做成鈍角形，風(fēng)機(jī)對(duì)稱放置,空氣在干燥室長(zhǎng)度上均勻擋風(fēng)板做成銳角形，風(fēng)機(jī)同向放置,空氣在干燥室長(zhǎng)度上不均勻。擋風(fēng)板做成直角形，風(fēng)機(jī)兩兩對(duì)吹，空氣在干燥室長(zhǎng)度上不均勻，阻力大,速度慢。5木材干燥室的主要設(shè)備供熱與調(diào)濕設(shè)備氣流循環(huán)設(shè)備木材運(yùn)載與裝卸設(shè)備檢測(cè)與控制設(shè)備6各大設(shè)備的類型、作用、特點(diǎn)加熱器分類、作用及其特點(diǎn)分類：a鑄鐵肋形管加熱器（分圓翼管和方翼管）b平滑鋼管加熱器c.片式加熱器作用：加熱室內(nèi)空氣，提高室內(nèi)溫度，使空氣成為有足夠熱量的干燥介質(zhì)，或是使室內(nèi)水 蒸氣過(guò)熱，形成常壓過(guò)熱蒸汽，作為介質(zhì)干燥木材。氣流循環(huán)設(shè)備：風(fēng)機(jī)的作用：促使介質(zhì)強(qiáng)制循環(huán)，加速干燥室內(nèi)的熱交換和濕交換。風(fēng)機(jī)

16、的分類：根據(jù)其原理和形狀分為離心風(fēng)機(jī)和軸流風(fēng)機(jī)。1運(yùn)載設(shè)備載料車：是直接承載材堆在軌道上運(yùn)行的小車，即材車。轉(zhuǎn)運(yùn)車2裝卸設(shè)備堆垛機(jī)卸垛機(jī)叉車又稱叉式裝卸車叉車的作用：裝載、卸載、堆垛、拆垛和水平運(yùn)輸?shù)榷囗?xiàng)作業(yè)。叉車的類型：按結(jié)構(gòu)形式可分為正面叉車、側(cè)面叉車和其它特種型式的叉車；四、檢測(cè)設(shè)備與儀表1干濕球濕度計(jì)2平衡含水率濕度儀3木材含水率檢測(cè)儀（木材測(cè)濕儀、木材測(cè)定儀、含水率儀）木材干燥工藝1隔條的作用隔條的作用：使相鄰兩層鋸材均勻隔開1）在材堆高度方向上形成水平氣流循環(huán)通道；2）使材堆在寬度方向上穩(wěn)定；3）使材堆的各層木料相互挾持，防止和減輕木材的翹曲。2材堆堆積時(shí)的注意事項(xiàng)在同一材堆中，鋸

17、材的樹種、厚度規(guī)格、初含水率要一致；材堆中，各層隔條在高度上應(yīng)自上而下保持在一豎直線上，并落在材堆底部的支撐橫梁上。支撐材堆的橫梁高度要一致，保持在一個(gè)平面上。4 木料越薄、干燥質(zhì)量越高、終含水率越低，隔條的數(shù)量越多。材堆端部的兩列隔條要與板端對(duì)齊。鋸材長(zhǎng)短不一時(shí)，短材放在中間，長(zhǎng)材放在兩側(cè)。為防止材堆上部幾層木料變形，材堆最上兩層放置低等級(jí)窄料，并在材堆頂部隔條位置 放重物。強(qiáng)制循環(huán)的材堆留有水平通道，自然循環(huán)的材堆，則必須留有豎直通道。3干燥基準(zhǔn)的定義、種類、軟硬度、制定方法定義：在干燥過(guò)程中根據(jù)干燥時(shí)間和木材的狀態(tài)（含水率、應(yīng)力）的變化而編制的干燥介 質(zhì)溫度和濕度變化的程序表。種類：時(shí)間

18、干燥基準(zhǔn)含水率干燥基準(zhǔn)連續(xù)升溫干燥基準(zhǔn)（4）干燥梯度基準(zhǔn)制定干燥基準(zhǔn)的幾種方法：比較法、分析研究法、圖表法、百度試驗(yàn)法。硬基準(zhǔn)：當(dāng)木材的樹種、規(guī)格和干燥性能相同時(shí)，干濕球溫度差大和氣流循環(huán)速度快的干 燥基準(zhǔn)，反之為軟基準(zhǔn)。4百度試驗(yàn)法的試驗(yàn)方法試驗(yàn)方法： 從試材中選擇標(biāo)準(zhǔn)的弦切板，鋸取如右圖規(guī)格刨光標(biāo)準(zhǔn)試件最少8塊。 同時(shí)在緊靠試件兩端截取兩片順紋厚度為1012mm的初含水率試片，用烘干法測(cè)定試件的初含水率。 標(biāo)準(zhǔn)試件測(cè)得初重后，橫立于100C恒溫干燥箱內(nèi)烘干。每隔1h稱試件的重量變化，計(jì)算其干燥速度。 并在開始的13h內(nèi)，注意觀察試件端頭和表面開裂的情況，當(dāng)開裂達(dá)到最大程度時(shí)， 取出試件，測(cè)

19、量開裂的程度，對(duì)照以下規(guī)定和下頁(yè)表確定初期開裂的等級(jí)長(zhǎng)細(xì)表裂、端表裂：長(zhǎng)度 50mm，寬度2mm;短細(xì)表裂、端表裂：長(zhǎng)度 50mm，寬度2mm ;寬表裂、寬端表裂：長(zhǎng)度 2mm。5干燥質(zhì)量指標(biāo)及其檢驗(yàn)方法干燥質(zhì)量檢測(cè)根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，鋸材的干燥質(zhì)量指標(biāo)包括：平均終含水率Mz干燥均勻度即材堆內(nèi)不同部位木材含水率允許偏差鋸材厚度上含水率偏差M h殘余應(yīng)力指標(biāo)Y 可見干燥缺陷（彎曲、干裂、皺縮、變色等）6常見的干燥缺陷、產(chǎn)生原因、預(yù)防措施木材干燥時(shí)，經(jīng)常發(fā)生的干燥缺陷有：表裂、內(nèi)裂、端裂、彎曲、皺縮、炭化、表面嚴(yán)重 變色和干燥不均勻等。表裂原因：主要是由于介質(zhì)溫度太高、濕度低等原因造成。措施：及時(shí)調(diào)整干

20、燥基準(zhǔn)，降低干球溫度，提高濕度，必要時(shí)可做表面噴蒸處理。內(nèi)裂原因：由于木材表面硬化嚴(yán)重。較厚的木材，特別是密度較大的硬闊葉樹材，木射線 較粗，內(nèi)含物較多的鋸材易發(fā)生內(nèi)裂。措施：在干燥過(guò)程中多進(jìn)行中期調(diào)濕處理，降低后期溫度，或干燥前將木材進(jìn)行改性處理。端裂：由于木材端部水分蒸發(fā)速度是木材橫紋方向水分蒸發(fā)速度的3040倍，因此木材端部水分先蒸發(fā)并干縮，厚度較大的鋸材，尤其是木射線粗的硬闊葉材或髓心板，在干燥應(yīng) 力、干縮應(yīng)力和生長(zhǎng)應(yīng)力的聯(lián)合作用下發(fā)生端裂。措施：最外端的一根隔條的外側(cè)面一定要和木材的端面在一個(gè)平面，以減少木材端部水分 蒸發(fā)面積。對(duì)于貴重用材，在木材的端部涂刷耐高溫的粘性防水涂料，如高