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1木材干燥学
木材干燥学; 课程目录
第1章 绪论
第2章 木材干燥基础
第3章 木材常规干燥设备
第4章 木材常规干燥工艺
第5章 其它木材干燥方法 ;*;1 绪论;木材干燥学研究的对象:; 动力设备(风机、电机)
热力设备(加热器、喷蒸管)
设备 检测设备(温、湿度、含水率等)
运输设备
预热处理
工艺 中间处理
平衡处理
终了处理;1.1.2木材干燥的基本原理 ; 以木材常规干燥过程为例
首先采用高温(基准第一阶段温度高8~10℃)和高湿(接近饱和状态)的循环空气对木材进行预热处理,当木材内部被加热到规定的温度后,介质状态降至基准第一阶段的温度和相对湿度,使木材厚度方向上形成内高外低的含水率梯度、温度梯度和水蒸气压力梯度的驱动力,迫使木材中的水分由内向外移动,以及木材表面水分的蒸发??这时干燥过程即可开始。; 然后按照干燥基准逐步提高介质的温度和降低相对湿度,使木材中水分由表及里均衡排除,直到干燥结束。在干燥过程中,应尽可能消除或减轻内应力、开裂和变形,在不降低木材物理力学性质的前提下,确保干燥质量。 ;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;
可以提高木材和木制品的形状与尺寸稳定性,防止木材开裂;
可以预防木材的变质与腐朽,延长木制品的使用寿命;
减轻了木材的质量,有利于提高车辆的运载能力;
可提高木材的热绝缘性与电绝缘性。;1.2木材的干燥方法 ;大气干燥(Air drying)简称为气干,是自然干燥的主要形式,分为自然气干和强制气干两种。;强制大气干燥(Forced air drying)用通风机提供1m/s左右的风速来缩短干燥时间的方法。;采用适当的干燥设备,干燥过程可人为控制,干燥周期比大气干燥短,可保证木材的干燥质量。 ;特点:①以湿空气作为传热介质;②传热方式以对流传热为主。;常规干燥中又以蒸汽为热媒的干燥室居多,一般简称蒸汽干燥。
以炉气为热媒的常规干燥,在我国南方非采暖地区的中小型木材厂中占有相当的比例,由于它能处理厂内的木废料,又能降低干燥成本,故受到一些干燥量不太大的工厂的欢迎。
以热水为热媒的常规干燥,由于热水锅炉的价格比蒸汽锅炉低得多,故在一些不需要高温干燥,且干燥量不大的工厂有上升的趋势。
以热油为热媒的常规干燥,目前在国内外的应用相对较少。;高温干燥(High temperature drying)与常规干燥的区别是干燥介质温度在100℃以上,一般在120℃~140℃。;常压过热蒸汽干燥(Superheated steam drying):;b .除湿干燥;原理图如下:;常规干燥是以换气的方式降低干燥介质湿度,热损失较大;
除湿干燥是湿空气在除湿机与干燥室间进行闭式循环;
除湿干燥虽然具有节能、干燥质量好、不污染环境等优点;
通常温度低、干燥周期长,依靠电加热,电耗高。; 太阳能虽然是清洁的廉价能源,但它是受气候影响大的间歇能源,干燥周期长,单位材积的投资较大,故太阳能的推广受限。为缩短干燥周期,太阳能干燥通常与其它能源如蒸汽、炉气及热泵等联合干燥。 ;d. 高频与微波干燥;二者区别:
高频的频率低、波长较长,对木材的穿透深度较深,适于干燥大断面的木材;
微波干燥的频率比高频更高(又称超高频),但波长较短,其干燥效率比高频高,对木材的穿透深度不及高频干燥。; 木材在低于大气压条件下实施干燥,干燥介质可以是湿空气或过热蒸汽(Superheated steam),但多数是过热蒸汽。干燥时,木材内外的水蒸气压差增大,加快了木材内水分迁移速度;同时由于真空状态下水的沸点低,可在较低的温度下达到较高的干燥速率,干燥质量好,特别适用于透气性好或易皱缩(Collapse)以及厚度较大的硬阔叶材。; 根据加热方式不同,真空干燥机分为以下三种类型:
a.对流加热真空干燥机;
b.热板加热真空干燥机;
c.高频加热真空干燥机。 ; 木材在远红外线的照射下,木材中的水分子吸收了远红外线的辐射能,使水分子产生共振,从而将电磁能转化为热能来加热木材,达到干燥木材的目的。木材干燥中使用的远红外线波长范围为5.6~25微米。;压力干燥特点:
干燥质量较好,干燥周期较短;
能耗较大,容器的容积较小,生产量不大;
成材加压干燥后颜色变暗,在节子周围会出现较大裂纹;
此种干燥方法的设备腐蚀问题,干燥工艺、干燥基准,有待研究。 ; 把湿木材放在嫌水性溶剂中,提高溶剂的温度,加热木材,使木材中的水分汽化和蒸发
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