木材干燥复习资料

名词解释：木材干燥：指在热能作用下以蒸发或沸腾方式排除木材水分的处理过程。常规干燥：利用蒸汽作为热源，空气或湿空气作为传热介质，采用对流传热的热交换过程，对木材进行干燥的方法。湿含量d：指含有1kg干空气的湿空气中所含有的水蒸气的质量（g/kg干空气）。绝对湿度：每1m³湿空气中所含有水蒸气的质量。相对湿度：湿空气中实际水蒸气的含量与同温度下可能含有的最大水蒸气量之比。湿球温度：在干湿球温度计中湿球温度计（该温度计的温包外面包裹着纱布，纱布下端侵入水中，使温包外面的纱布保持湿润状态）所测得的温度。露点温度：湿空气达到饱和状态，水蒸气的含量达到最大值，如再进行冷却就会有部分水蒸气凝结出来，这时的温度称为该湿空气的露点温度。露点温度取决于湿空气的湿含量d，而与湿空气原有温度无关。纤维饱和点：在大气条件下，当细胞腔内液态的自由水已蒸发干净，而细胞壁内的结合水仍处于饱和状态时，这时的木材含水率状态称作纤维饱和点或吸湿极限。平衡含水率：木材吸湿和解吸过程达到与周围空气平衡时的木材含水率。10、湿应力：由于含水率分布不均匀暂时引起的应力和变形，含水率均匀后，应力和变形也随着消失。此种应力就叫做湿应力。11、残余应力：由于木材具有塑性，在含水率应力与变形持续期间，在热湿作用下，木材的外层或内层产生塑化变形，使得木材含水率分布均匀后，塑化变形部分不能恢复原来的尺寸，也不能达到应该干缩的尺寸，并保持着一部分应力。这种应力就叫做残余应力。12、干燥基准：干燥基准就是根据干燥时间和木材状态（含水率、应力）的变化而编制的干燥介质温度和适度变化的程序表。13、含水率干燥基准：是按木材的含水率控制干燥过程，制定介质参数的大小，即在整个干燥过程中按含水率阶段的幅度划分为几个阶段，并按阶段指定出相应的介质温度和湿度。14、半波动干燥基准：介质温度在干燥前期逐渐升高，在干燥后期作波动变化的干燥基准。简答：1、顶风型、端风型、侧风型干燥室的特点。答：顶风型干燥室：容量可大可小，气流速度分布较均匀，干燥质量好，技术上性能比较稳定。端风型干燥室：空气动力学特性好，能形成“水平——横向——可逆”的气流循环，若斜壁设计合理，气流循环较均匀，干燥质量较好；设备安装与维修方便，密积利用率高：投资较少。侧风型干燥室：1、结构比较简单，干燥室的容积利用率高，投资较少。2、容易获得较大的材堆循环风速，干燥速度快，质量较好。2、隔条的作用答：1、材堆在宽度方向上稳定。2材堆中的各层木材互相夹持，防止或减轻木材的翘曲和变形。3、在上下木材之间造成水平式气流循环通道，促进热、湿交换。3、锯材堆积注意事项答：1、正确使用隔条2、合理搭配树种：最好一致，特殊情况，材性相识时可混装。3、初含水率要求：同一干燥室，木材初含水率，尽可能一致，绝对不允许湿材与气干材混装。4、板材厚度要求，同一干燥室板材的厚度应当一致，如厚度不一致，则要保证同一层木材厚度相同。5、板材质量要求：根据上部温度高，下部温度低特点，材质好的堆在下部，材质差的堆在上部；当木料长度不同时，长材堆积在材堆的下部和两侧，短材应堆积在材堆的上部和中间，以保证材堆稳定性。6、材堆堆积时要求一端平齐，材堆两侧应整齐垂直，以利于循环气流沿材堆高度均匀流入。7、木材堆积时要预留检验板的放置位置。8、正确使用压铁。4、干湿球温度计原理结构、组成。答：一般用干湿球温度计测定相对湿度。干湿球温度计是由两只温度计组成，其中一支温度计的温包外面包裹着纱布，纱布下端侵入水中，使温包外面的纱布保持湿润状态，这支温度计称作湿球温度计，测得的温度称作湿球温度；另一支温包不包纱布的温度计称作干球温度计，测得的温度称作干球温度。在不饱和空气中，湿球温度总是低于干球温度，这是由于温度计湿球温包上的水分蒸发散失热量的结果，这种差值称作干湿球温度差△t气越干，水分蒸发越快，散失热量越多，△t越大；反之空气越湿，则△t越小。5、影响木材干燥的外部因素。答:木材干燥指在热能作用下以蒸发或沸腾方式排除木材水分的处理过程。而影响木材表面的水分移动的因素有三：温度△t、湿度、气流速度。水面或湿物体表面上的空气没有达到水蒸气饱和的时候（即φ<100％），才能发生水分从自由水面或从湿物体表面蒸发速度就越快。自由水面的蒸发强度与在水分蒸发温度下的饱和蒸汽压力和周围空气内的水蒸气分压二者之差（-）成正比，而（-）=△t（65-0.0006），显然△t越大，蒸发强度越大。所以我们可以这样认为：空气的温度是影响木材水分蒸发的一个主要因素，而湿度是影响水分蒸发的制约因素。另外自由水面的蒸发强度又与水面上的空气流动速度ω有着密切关系，因为水面上常具有一层薄薄俄被蒸汽所饱和的空气，水面上的气流速度越大，薄层的厚度越小，蒸发就越快。6、木材干燥曲线（）答：在木材干燥过程中，木材平均含水率随时间而变化的曲线叫干燥曲线，以时间为纵坐标，含水率为横坐标。干燥曲线分为3个阶段：Ⅰ、预热阶段（木材均匀热透；不蒸发水分，但可以少量吸湿）。Ⅱ、等速干燥阶段（自由水蒸发时期）。Ⅲ、减速干燥阶段。7、应力检验板与含水率检验板的作用。答：含水率检验板的作用：检查木材干燥过程中含水率的变化，进而调整干燥室内的介质状态。应力检验板的作用：检查木材各个干燥阶段内应力的变化，判断何时进行调湿处理及其处理时间。8喷蒸管和疏水器的作用答：喷蒸管的作用：喷蒸管是一端或两端封闭的钢管，管径一般为32~50mm，管上钻有直径3~5mm的喷孔，孔间距离为200~300mm，用以喷射蒸汽，提高干燥室内介质的湿度。疏水器的作用：其作用是排水阻汽，即排除散热器及蒸汽管道中的凝结水，同时阻止蒸汽的漏失，从而提高加热设备的传热效率，节省蒸汽消耗。9、木材干燥三角形。答：不考虑热量损失的干燥过程叫做理论干燥过程。在干燥室内，被加热的空气只通过材堆一次即排除室外，称作一次循环。被加热的空气在室内作往复循环，通过材堆多次，称作多次循环。多次循环理论干燥过程在I-d图上的绘制，会形成一个三角形，该三角形就是干燥三角形。10、I-d图上有哪些线系答：Id图是以热含量（I）为纵坐标，以湿含量（d）为横坐标绘制而成。图中有五组线系：I，d，t（温度），Φ（现对湿度），（水蒸气压力）。木材除湿干燥和真空干燥的特点。答：木材除湿干燥的优点:Ⅰ、节省能耗；Ⅱ、干燥室内没有蒸汽加热器，喷蒸管等管路，无进排气道；Ⅲ、属于低温干燥，干燥质量较好；Ⅳ、使用电能，对环境污染小。缺点：干燥温度低，干燥周期长；主要消耗电能成本往往较高，对电能昂贵地区干燥成本较高。适用范围：Ⅰ、水电资源丰富，电费便宜的地区；Ⅱ、没有锅炉的中小型企业，小批量干燥硬阔叶树材或用于阔叶树材的预干；Ⅲ、大城市市区对环境污染要求搞的地区木材真空干燥的优点：干燥周期短，干燥质量好，干燥机使用灵活性较好。缺点：能耗较高，容器的容积较小，干燥设备及干燥过程的控制较为复杂。适用范围：适合于透气性好的硬阔叶材厚板或易皱缩的木材。综合分析以及论述：木材常见缺陷与预防方法。答：2、木材干燥过程中应力与应变的状态①干燥开始阶段此阶段木材各部分的含水率都在WFSP以上,梳齿形试验片上。每个齿的高度和未锯开之前的原尺寸一样。若把试验片剖为两片，每一片将保持平直状态。这些现象充分表明，此时木材内即不存在湿应力，也不存在残余应力。②干燥前期阶段此阶段中木材内层的含水率高于WFSP，外层的自由水已蒸发完毕，正在因排出吸着水而干缩。此阶段的木材是内应力外拉内压阶段。③干燥中间阶段当木材干燥到这一阶段时，木材内部的含水率也低于WFSP，倘使在上一阶段中没有采取前期处理，则被干木材表面各层，早已由于失去正常的干燥条件而固定于拉伸状态。此时尽管内部的含水率还高于外部层的含水率，但内部木材干缩程度却已和外部木材塑化固定前产生的不完全的干缩相差无几，内部尺寸与外部尺寸暂时一致。因此，在此阶段内木材中的应力也暂时处于平衡状态。④干燥后期阶段在此阶段，含水率已沿着木材的横断面变得相当均匀，由内到外的含水率梯度较小。如果在上阶段中没有进行中间处理，此时外层木材由于塑化变形的固定，早已停止收缩；内层木材随着吸着水的排除而收缩，但受到外层的牵制不能完全收缩。木材外部受内部的干缩趋势的影响，而产生压应力；内部受外部已塑化固定的木材牵制影响而产生拉应力。内层和外层应力的性质和干燥前期相反。3、干燥室的选用：（）答：选择依据:被干木材的树种，规格和数量.木材的用途生产单位的具体情况有没锅炉等,企业拥有的资料,热源等。蒸汽加热的木材干燥法主要优点是技术性能稳定，工艺成熟，操作方便（温、湿度易于调节和控制），干燥质量有保证；干燥窑的容量较大，节能效果较好，干燥成本适中或偏低；缺点是需要蒸汽锅炉。炉气加热的木材干燥法主要优点是不用锅炉，并以工厂的加工剩余物为能源，干燥成本低。缺点是干燥介质的温、湿度状态不易调节和控制，对操作技术和责任心要求较高，劳动强度相对较大。这类设备的可靠性与设计是否合理关系极大。没有经过合理设计和合理建造的“土窑”，不但干燥不均匀、干燥时间长、干燥质量无保证，还很容易发生火灾。4、木材干燥预热、中期、终了处理分析。答：预热处理：木材进入干燥室以后，不能马上进行升温干燥，而要先对木材进行高温高湿处理,使木材里、外热透，在工艺上叫做预热处理。预热处理的目的、作用①提高木材的温度，使木材沿厚度方向均匀热透；形成含水率梯度和温度梯度方向一致的推动力.②经预热处理后，可提高木材的可塑性，防止开裂和变形。③预热处理能促使木材内部水分均匀分布，平衡全部干燥板材间的W差异，创造良好的干燥条件预热处理阶段的干燥介质状态，应根据木材的树种、厚度和初含水率而定。预热温度要略高于干燥基准基准第一阶段的温度。相对湿度达到98-100%,但是不好控制,可控制干湿球温度差为0.5～1℃。预热处理的时间应使木材中心温度不低于规定的介质温度3中间处理（调湿处理，喷蒸处理）：锯材在窑干过程的前期会产生表面张应力，严重时会引起表裂，此现象如果不消除,导致中、后期会出现表面硬化，严重时会造成内裂。中间处理就是通过高温高湿处理，促使表层吸湿，调整表层和内层水分分布，削弱含水率梯度，使已经存在的应力趋于缓和。实践证明：经中间处理后再转入干燥时，在一定的时间内，干燥速率明显加快而不会引起木材的损伤。中间处理的介质状态，要和木材当时的含水率适应；每次处理的时间因锯材的树种、厚度和应力的严重程度而异；针叶材和软阔叶材的中、薄板，以及中等硬度的阔叶材薄板，可以不进行中间处理。中间处理的时机和次数，与树种、厚度、初含水率及干燥基准的软硬程度有关；中间处理的效果检查，从应力试验片的齿形变化状况来判断。如果处理时间不够，应力只有一部分消除，齿形的弯曲程度缓和了一些，仍应延长处理时间，直到应力完全消除。但是，切记不能处理过度，否则，使应力向相反方向发展，造成反应力，由于材质的固化，就难以矫正了。终了处理：锯材干燥到所要求的终含水率并经过平衡处理之后，无论沿横断面（厚度方向）的含水率分布是否均匀，其内部都会有不同程度的残余干燥应力存在,为了消除这种应力所进行的调湿处