木材干燥學期末

木材干燥學期末木材干燥：在熱力作用下以蒸發(fā)或者沸騰的方式將木材內水分排出（或者使含水率降低到使用要求）的過程。木材干燥曲線：既單位時間內木材平均含水率的變化曲線。木材干燥室：裝配有通風和加熱設備，用來干燥木材的建筑物或者金屬容器干燥基準：在木材干燥過程中根據(jù)干燥時間和木材狀態(tài)變化（含水率）而編制的干燥介質溫度和濕度的變化程序表。干燥介質：指在干燥過程中將熱量傳給木材、同時將木材派出的水分帶走的媒介物質，叫做干燥介質。種類：濕空氣、過熱空氣、爐氣。干縮：當細胞內的吸著水從木材中排除時，木材的尺寸隨著減小的現(xiàn)象。干縮系數(shù)：在纖維飽和點以下時，木材的含水率每降低1%而引起木材的收縮量，叫做木材的干縮系數(shù)，簡稱干縮系數(shù)。潤漲：在木材由絕干狀態(tài)到濕潤到纖維保和點的是很的膨脹現(xiàn)象纖維飽和點：當木材細胞腔中的自由水蒸發(fā)完畢，而細胞壁中的吸著水還處于飽和狀態(tài)時的木材含水率叫纖維飽和點。解吸：若木材含水率較高，存放在干燥的空氣中，木材細胞壁微毛細管中的水蒸氣分壓大于周圍空氣中水蒸氣分壓，則微毛細管系統(tǒng)能向周圍空氣蒸發(fā)水分的現(xiàn)象。吸濕：細胞壁內的微毛細管系統(tǒng)能從空氣中吸收水分的現(xiàn)象。吸濕滯后：干木材在吸濕過程中吸濕穩(wěn)定含水率或多或少的低于在同一樣空氣狀態(tài)下的解吸穩(wěn)定含水率的現(xiàn)象木材平衡含水率：薄小木材在一定空氣狀態(tài)下最后達到吸濕穩(wěn)定含水率或解吸穩(wěn)定含水率叫做平衡含水率。絕對濕度：每1立方米濕空氣（空間）中所含有水蒸汽的克數(shù)（g）相對濕度：每立方米濕空氣中含有水蒸汽的重量與同溫同壓下可能含有的最大水蒸汽的重量之比。濕含量：含有1kg干空氣的濕空氣中水蒸汽的克數(shù)g露點溫度：一定狀態(tài)的空氣冷卻到飽和狀態(tài)時的溫度叫露點溫度。導熱系數(shù)：在木材單位厚度上溫度每降低1攝氏度時單位時間內通過單位面積的熱量叫做導熱系數(shù)。干度：1kg濕蒸汽中干蒸汽的相對重量。叫做水蒸汽的干度，簡稱干度。熱含量:1kg干空氣的濕空氣中含有的熱量，即(1+0.001d)公斤濕空氣中含有的冷卻極限溫度：是指水分蒸發(fā)時空氣達到飽和狀態(tài)時的溫度。濕球溫度：在熱含量不變的情況下，水分從木材蒸發(fā)到空氣中，使其相對濕度逐漸增加，當達到飽和狀態(tài)時的溫度。室干：指在干燥室內人工控制干燥介質的參數(shù)對木材進行干燥的方法。自由水：存在于由相互連通的細胞腔所構成的大毛細管系統(tǒng)內，其性質類似于自由水面的水分；吸著水：存在于由相互連通的細胞壁構成的微毛細管系統(tǒng)內，被吸附在纖維素、半纖維素、木素和其它組分的羥基上；濕空氣：濕空氣是干空氣和水蒸汽的混合物，或是含有水蒸汽的空氣。導熱：物體與直接接觸面發(fā)生的熱量交換現(xiàn)象叫導熱。對流傳熱：由于流體各部分發(fā)生相對位移引起的熱量傳遞過程叫對流傳熱。熱輻射：以電磁波的形式傳遞能量的過程叫做熱輻射。大毛細管系統(tǒng)：由相互連通的細胞腔及細胞間隙構成，對水分的束縛力很小甚至無束縛力。1.按照木材中水分排出的方式木材的干燥可分為機械干燥、化學干燥和熱力干燥這三種。熱力干燥按條件人為控制與否可分為大氣干燥、人工。根據(jù)木材加熱方式不同，熱力干燥又可分為對流干燥，電介質干燥，輻射干燥和接觸干燥2.木材干燥的干燥設備動力設備、熱力設備、檢測設備、運輸設備3.木材干燥的干燥工藝準備工作，干燥基準測定，干燥結束，干燥儲存4.水蒸汽按其狀態(tài)可分為：濕飽和蒸汽，干飽和蒸汽，過熱蒸汽5.濕空氣是干空氣和水蒸氣的混合物。濕度分為絕對濕度和相對濕度6.I-d圖主要線系構成等焓線和等濕含量線，等溫線，等相對溫度線，等水蒸汽壓力線，此外還有密度和比體積線系等7.干燥介質的爐氣要求：少煙或無煙，無火花和灰塵，溫度適宜穩(wěn)定，爐氣的氣流量穩(wěn)定8.木材可按干濕程度分為六級：濕材、生材、半干材、氣干材、室干材、絕干9.干縮規(guī)律：弦向>徑向>縱向闊葉樹材的干縮>針葉木材密度高的木材干縮>密度低的木材10.干縮過程與濕脹過程一般限制在纖維飽和點和全干狀態(tài)之間11.氣態(tài)干燥介質主要包括（濕）空氣、爐氣和常壓過熱蒸汽這三種12.相對濕度也可稱作空氣的飽和度，在一定溫度空氣被水蒸汽所飽和的程度。13.一定狀態(tài)的空氣冷卻到飽和狀態(tài)時的溫度叫露點溫度14.影響木材熱擴散的因素有木材密度，含水率，溫度，熱流方向15.通常把傳熱現(xiàn)象看做是導熱，熱對流，熱輻射這三種基本方式，傳熱的主要形式是導熱和熱對流。同樣，濕交換也可分為：穩(wěn)定濕交換和不穩(wěn)定濕交換16.按照溫度場是否隨時間變化，導熱可分為穩(wěn)定導熱，非穩(wěn)定導熱17.在木材干燥相對濕度的測量常用的是干濕球濕度計和毛發(fā)濕度計18.干燥初期應力外拉內壓階段，干燥末期應力外壓內拉階段19.干燥過程中產生內應力的原因：木材構造上的各向異性，木材斷面上含水率分布不均勻應力種類：①濕應力②殘余應力③全應力20.測定含水率的方法有很多種，生產單位通常采用的的是重量法和電測法1目前木材干燥室以濕空氣為主要干燥介質，蒸汽為主要熱源，對流換熱為主要熱交換方式2按照作業(yè)方式，干燥室可分為周期式干燥室，連續(xù)式干燥室3按照干燥介質的種類分為空氣干燥室，爐氣干燥室，過熱蒸汽干燥室4按照干燥介質的循環(huán)特性分為自然循環(huán)干燥室，強制循環(huán)干燥室5周期式強制干燥室根據(jù)風機在干燥室布置的不同又可分為室內頂風機型，室內側風機型，室內端風機型和噴氣型6室內頂風機型又可分為縱軸型，橫軸型和直聯(lián)型7干燥室的設備供熱設備，調濕設備，通風設備，木材運載與裝卸設備及檢視設備和儀表8供熱與調濕設備主要包括加熱器，噴蒸器，疏水器和連接管路。疏水器是安裝在加熱管道上的必須設備之一，其作用是排除加熱器中的冷凝水，阻止蒸汽損失，以提高加熱器的傳熱效率，節(jié)省蒸汽。常用加熱器：鑄鐵肋形管、平滑管、螺旋片式、軋片式加熱器9噴蒸管是用來快速提高干燥室內的溫度和相對濕度的裝置。10干燥設備的技術經(jīng)濟技能包括工藝性能，使用性能，節(jié)能效和經(jīng)濟效果11溫度測量儀表按測溫方式可分為接觸式和非接觸式高濕度，噴蒸處理。內裂：在木材內部沿木射線裂開。原因：后期，無中間處理，表面硬化嚴重。措施：中期調濕處理，降低后期溫度，或干燥前將木材進行改性處理。端裂：木材干燥時木材端面沿徑向的開裂。原因：端部水分蒸發(fā)過快，干燥基準過硬措施：兩端涂防水涂料。如瀝青、石蠟等皺縮：原因：木材細胞不均勻收縮引起的不均勻凹陷。措施：進行冷凍、蒸汽處理，調整干燥工藝彎曲變形：原因：由于板材紋理不直、各部位的收縮不同或不同組織間的收縮差及其局部塌陷而引起的。措施：合理裝堆，控制干燥工藝，放置重物。發(fā)霉：原因：空氣溫度低，適度太高；材堆內氣流滯緩措施：1正確碼垛，提高溫度降低濕度2設置擋風板，加大風速炭化：原因：溫度過高（微波干燥）措施：在水分較低時減少微波的功率1.燥室干燥方法的選用？有蒸汽加熱干燥，爐氣加熱干燥，除濕干燥和其他干燥。蒸汽加熱干燥有點：溫度容易調節(jié)和控制，并可以調濕處理，干燥質量有保證。工藝成熟，操作方便，可實施自動換或半自動化操作，便于集中和統(tǒng)一管理。設備性能好，使用壽命長。干燥室的容量較大，節(jié)能效果較好，干燥成本適中或偏低?？梢杂妹海部梢杂脧U木料做燃料。缺點是需要蒸汽鍋爐。因此，這是最普遍的干燥方法，產量較大及有現(xiàn)成蒸汽供應企業(yè)，適合采用蒸汽干燥。對于干燥質量要求較高的中小型企業(yè)也考慮蒸汽干燥。過熱蒸汽干燥要慎用。只有當干燥針葉樹材薄板時并對于干燥質量要求不高時才采用。爐氣干燥：優(yōu)點是不用鍋爐，并以工廠的加工剩余木廢料做燃料，干燥成本低。缺點是干燥介質的溫度和濕度狀態(tài)不容易調節(jié)和控制，對于操作技術和責任心要求較高，勞動強度較大。適用于沒有蒸汽供應的，干燥量不大，有大量的費木料做燃料的中小企業(yè)。除濕干燥：優(yōu)點是可回收濕空氣冷凝所釋放的氣化潛熱，該方法幾乎沒有或者只有少量的廢氣熱損失，而且工藝簡單，操作容易，干燥安全，一般不會造成木材損傷。缺點是干燥溫度低，干燥時間長，對于厚板或難干材不容易干透，并且因為采用電能，干燥成本高。適用于產量較低的小型企業(yè)，或因所處的環(huán)境不便于建造鍋爐或爐氣燃燒爐，或電能供應充足，電價較為便宜的地方。其他干燥方法：如太陽能干燥，微波干燥高頻干燥等。適合某些干燥量不大，質量要求高的特殊場合和行業(yè)。2.竹材的基本結構在生產習慣上，常將竹壁厚的不同組織由外之內稱竹青竹肉竹黃在解剖學上則進一步細分為表皮、皮層、基本組織、維管束和竹腔壁等五部分。竹材為非均質結構：竹子無形成層，生長期間不能橫向增長，竹子無髓心，沒有橫向的木射線，各類細胞均與竹桿縱向平行排列，竹材維管束分布于基本組織之間，故竹材易于縱向劈裂。3.竹材干縮特性橫向大于徑向，徑弦差異不大弦向干縮中竹青最大，竹肉次之。竹黃最小各個部位的干縮率縱向干縮中竹青最小竹肉次之竹黃最大竹齡竹齡越小竹材弦向和徑向的干縮率越大竹齡越大反之4.竹地板的生產工藝毛竹截斷——圓竹剖片——粗刨——蒸煮處理——（碳化）——干燥——精刨——涂膠——組胚——熱壓——截斷——四面刨——砂光——油漆—檢驗入庫5.平衡含水率的測定1）圖表法：根據(jù)干球溫度及干濕球溫度差2）稱重法：試件平衡后的質量及絕干質量3）電測法：平衡含水率試片6.木材的干縮與濕漲1）干縮：細胞壁鐘的吸著水排出時，木材的尺寸減小2）濕漲：在木材由絕干狀態(tài)逐漸潤濕到纖維飽和點的過程中，木材的尺寸增大3）原因：木材細胞壁內的吸著水向外蒸發(fā)，細胞壁的纖維與纖維之間、微纖絲之間的水層變薄，而相互靠攏，從而使木材細胞壁變薄，導致整個木材尺寸減小。7.弦向干縮大于徑向干縮的原因是：1）木射線細胞在徑向上是它的長度，在弦向上是它的端面，而木射線的橫向干縮較縱向干縮大2）木射線沿徑向排列，牽制著其他縱行細胞的收縮，而弦向上就不受這種牽制作用3）有些細胞在干縮時，弦向收到壓力而徑向卻微有伸長4）木材徑而細胞壁上的紋孔大而多，細胞壁的含量少，也就干縮??；而木材弦面細胞壁的紋孔小而少，細胞壁的含量多，也就干縮大干縮規(guī)律：弦向-徑向-縱向8.干燥過程中，應力是如何形成、發(fā)展的？干燥過程中，木材橫斷面含水率分布不均勻，內外層干縮不一致以及木材構造上的各向異性使徑、弦向干縮也不同，是木材產生應力變形的主要原因。應力變化可分為四個階段：（1）干燥剛開始，還未產生應力的階段。此階段中木材內外層的含水率都在纖維飽和點以下，不發(fā)生干縮。此時木材既無含水率應力，也無殘余應力。（2）干燥初期，應力外拉內壓階段，木材表層含水率降到纖維飽和點以下而發(fā)生干縮，但內層含水率尚在纖維飽和點以上未發(fā)生收縮。隨著干燥的繼續(xù)，木材內層含水率梯度逐漸加大，應力也會逐漸增大，直至應力達到一個最大值后，隨著干燥過程的繼續(xù)，木材內層也開始收縮，應力開始下降。（3）干燥中期，應力暫時平衡階段。干燥到這一時期，木材內層含水率也降到纖維素飽和點。（4）干燥末期，應力外壓內拉階段。在此階段，木材橫斷面上的含水率梯度已減弱，表層由于塑化固定早已停止了干縮，內層隨著吸著水的排除進一步干縮，內層受到表層的牽制而不能完全干縮，產生拉應力，表層受內層干縮趨勢的壓縮而產生壓應力。5）干燥結束后，隨著木材含水率的逐步平衡，含水率梯度消除，含水率應力消失，但由于存在殘余變形，因此木材內部還存在殘余應力。9.在生產和使用上通常根據(jù)木材中水分含量程度的不同，木材可分為6級1）濕材：長期浸泡于水中，含水率大于生材的木材2）生材：和新采伐的木材含水率基本一致的木材3）半干材：含水率介于生材與氣干材之間的木材4）氣干材：長期儲存于大氣中，于大氣的相對濕度趨于平衡的木材5）室干材：木材在干燥室內，以適當?shù)臏囟群拖鄬穸葪l件進行干燥，含水率約為7~15%的干材，通常根據(jù)木材的使用區(qū)域、場合及用途等條件而定。6）絕干材：含水率為0的木材稱為絕干材或者全干材。10.典型常規(guī)干燥室的結構及特點：1）頂風機型干燥窯：風機在干燥窯的頂部。性能及特點：空氣循環(huán)較均勻，干燥質量好，安裝和維修比較方便，容量大，適合大規(guī)模生產；動力消耗??；投資大2）端部風機型干燥窯：風機在干燥窯的端部。性能特點：材堆高度方向氣流均勻、安裝維修方便、投資比較小、容積受限3）側風機型干燥窯：風機在干燥窯的側面性能特點：利用系數(shù)高，投資少；安裝維修方便；氣流分布不均11.木材干燥室的分類1）按干燥方式，可分為周期式干燥室、連續(xù)式干燥室2）按干燥介質，可分為空氣干燥室、爐氣干燥室、過熱蒸汽干燥室3）按干燥介質的循環(huán)特性，可分為自然循環(huán)干燥室、強制循環(huán)干燥室4）按加熱方式或能源種類，可分為蒸汽加熱干燥室、爐氣干燥室、電加熱干燥室、太陽能干燥室、導熱油干燥室、熱水加熱干燥室12.材堆堆積應注意哪些方面？1）同一材堆樹種、規(guī)格、含水率應一致，或樹種不同而材性相近；2）隔條在材堆中自上而下保持一條線并落在支撐橫梁上；3）支撐同一材堆的支撐橫梁的高度應一致4）木材越薄、質量要求越高或終含水率要求越低，隔條數(shù)量應越多；5)材堆端部的兩行隔條應與板端對齊。若木材長短不一，應把短料放在中間；6)材堆的最高兩層放置低級木料，頂部放重物來防止木材翹曲；7)干燥厚度小于40mm、寬度小于50mm的毛料時，