1第一章 木材干燥学.ppt

木材干燥学 主讲教师：高建民、伊松林 北京林业大学材料科学与技术学院 2009.2 1 绪论 * * 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 1.1 木材干燥学概述 1.1.1木材干燥研究的对象和内容 机械干燥（Mechanical drying） 化学干燥（Chemical drying） 热力干燥（Thermal drying） 干燥方法（Drying methods） 木材干燥（Wood drying ）：在热力作用下木材中的水分以蒸发或沸腾的汽化方法由木材中排出的过程。 木材干燥学研究的对象： 木材干燥介质； 木材的干燥特性及其干燥过程中的热、质 传递规律； 木材干燥设备、工艺； 干燥室的设计。 锯材干燥（Lumber Drying） 主要研究内容： 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 （以常规干燥为例） 1.1.2木材干燥的基本原理 利用木材含水率梯度（Mositure content gradient of wood）、温度梯度和水蒸气压力梯度，促使水分以液态和汽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（Drying medium）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。 以木材常规干燥过程为例 首先采用高温（100℃以下）和高湿（饱和或接近饱和）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，按干燥基准第一阶段的参数降低介质的温度和相对湿度，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。 1.1.3木材干燥的意义 1.2木材的干燥方法 大气干燥 （Air drying） 自然气干 常规与高温干燥 除湿干燥 太阳能干燥 高频与微波干燥 真空干燥 远红外干燥 溶剂干燥 压力干燥 人工干燥 （Artificial drying） 强制气干 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。 1.2.1大气干燥 自然大气干燥（Natural drying）特点: 单纯的气干在实际生产中比较少见! 生产方式简单，不需要太多的干燥设备，节约能源； 占地面积大，干燥时间长，干燥过程不能人为控制，受地区、季节、气候等条件的影响； 终含水率（10～20％）较高，在干燥期间易产生虫蛀、腐朽、变色、开裂等缺陷。 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。 强制气干的干燥质量较好; 木材不致霉烂变色; 可以减少端裂（End check）; 干燥时间缩短1/2～2/3; 但成本约增加1/3。 林业行业标准《锯材气干工艺规程》（LY/T1069-02）中对①板院的技术条件、②锯材堆积过程、③气干过程的管理等内容有详细说明。 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。 1.2.2人工干燥 a. 常规与高温干燥 常规干燥（Usual drying）:以湿空气（Moist air）作干燥介质，以蒸汽（Vapor）、热水（Hot water）、炉气（Furnace gas）或热油（Hot oil）为热媒，间接加热湿空气，湿空气以对流换热方式为主加热木材，干燥介质温度在100℃以下的干燥方法。 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。 端风型 侧风型 顶风型 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