木材干燥基础知识【批木网】

木材人都在用的神器—扫一扫下载ＡＰＰ

  批木网—网上木材市场！点击此处下载ＡＰＰ

  木材干燥在于改善木材的使用性能并提高木材的利用率：防止木材产生开裂和变形；提高木材的力学强度；改善木材的物理性能和加工工艺条件；防止木材发生霉变、腐朽、虫蛀、变色；减轻木材重量，提高运输能力。

  一、木材中的水分移动

  （一）水分移动的方向

  纵向

  横向：弦向、径向

  纵向水分移动速度是横向的5~8倍，横向中径向大于弦向（径向约比弦向快20%~50%以上）。实际使用中，因板材纵向尺寸比横向大得多，横向传导面积比纵向大得多，所以板材实际干燥中主要靠横向。

批木网

  （二）水分移动的形式

  木材在由湿变干的过程中，首先蒸发的是自由水，然后排出部分吸着水。首先排出的是木材表层的水分，然后水分从内部移向表层，由表面向外界蒸发。

  木材表层：水分以水蒸汽形式蒸发。在表面与周围空气的压力差作用下，当前者压力大于后者,木材表层向空气蒸发水分。

  FSP以上：由于细胞腔直径大，对水束缚力小，自由蒸发较容易且快。

  FSP以下：吸着水开始蒸发，表层木材开始收缩，表层水分蒸发变慢。

  木材内部水移动：

  FSP以上：表层自由水蒸发完毕，吸着水开始蒸发，表层木材开始收缩，胞腔微毛细管直径变小，表层直径小于内层直径，表面张力与直径成反比，表层张力大于内层张力，在毛细管张力差下使液态水由里向外移动。此外，由于木材内部水分多于表层水分，形成内高外低的含水率梯度，促进水分由里向外移动。

  FSP以下：当含水率降至FSP以下，木材内层细胞腔内无液态水存在。由于木材内部水分多于表层，形成内部水蒸汽压力大于外部，使水分以水蒸汽形式由内向外移动。

批木网

  （三）影响木材水分传导速度的因素

  含水率梯度：单位长度上含水率的变化称为含水率梯度（△W）。水分从高含水率向低含水率移动，这种梯度越大，水蒸汽压力差越大，水分移动速度越快。

  温度：温度越高，分子运动能力越强，对水分吸附力减小；此外高温下液体粘度减小，移动容易，所以升高温度可以使水分移动速度加快。

  树种：针叶材水分移动速度快于阔叶材。软阔叶材水分移动速度快于硬阔叶材。

  木材密度：密度越大，胞壁越密实，水分移动阻力愈大，干燥愈困难。

  木材的部位：边材水分移动较心材快，心材细胞腔和纹孔膜上常因心材内含物而堵塞。所以边材干燥速度大于心材。

  木材水分移动方向：纵＞径＞弦

  木材含水率：

  厚度：

  二、木材干燥曲线

  木材干燥曲线是描述木材在干燥过程中木材含水率与时间的关系曲线。

  （一）预热阶段

  木材处于加热状态，此阶段木材的含水率暂不下降。

  （二）等速干燥阶段

  此阶段是木材的自由水蒸发时期，只要干燥介质的温度、湿度、气流速度不变，木材含水率下降速度保持不变。

批木网

  当干燥介质的温度越高、湿度越低时，自由水蒸发越强烈，此时要有足够的气流速度来吹散并破坏木材表面的饱水蒸汽层流层，以保持相等的干燥速度。

  （三）减速干燥阶段

  此阶段木材中的自由水基本被蒸发干净，吸着水开始蒸发，随着蒸发过程的进行，吸着水的数量逐渐减少，水分蒸发需要的能量越来越多，如果不增加能量，含水率下降的速度越来越慢，并最终达到干燥介质对应的EMC。

  此阶段要提高木材含水率下降速度，必须将干燥介质的温度提高、湿度降低，并保持一定的气流循环速度。

  三、木材干燥的三要素

  对于确定的木材，决定木材干燥速度的因子有干燥介质的温度、湿度、气流循环速度。

  温度：温度决定了木材的温度和木材内部水的温度，是加速木材干燥速度的有利条件，所以温度越高，干燥速度越快。

  湿度：干燥介质的温度是对木材干燥速度起制约作用的因素，在干燥介质温度一定时，湿度越高木材干燥速度越慢；湿度越低干燥速度越快。

  气流速度：气流可以吹散木材表面上的饱和水蒸汽层，并带走从木材中蒸发出来的水蒸汽；同时把干燥介质热量传给木材。

  气流速度越快，木材干燥速度越快。但气流速度过快会浪费动力能源，增加干燥成本。

  一般常规干燥的气流速度在1.5~2.5m/s范围。

  四、木材干燥应力

  （一）应力产生的原因

  木材表层水分蒸发较快，而内部水分向表层扩散的速度较慢。在木材变干的过程中，水分总是首先从表面蒸发，从而形成内高外低的含水率梯度，造成木材内部和外部干缩不一致，从而产生应力。

  木材的各异性引起的干缩不一致，引起附加应力。

  树木在生长过程中形成的生长应力

  （二）干燥应力种类

  含水率应力：由于含水率分布不均而暂时引起的，当含水率均匀后，其应力消失。

  残余应力：木材在热、湿作用下，内层或外层发生塑化、固化，当含水率均匀后，塑化固定也不能恢复到原来的尺寸形状，这种变形叫残余变形。由残余应变引起的应力叫残余应力。

  全应力：全应力=含水率应力+残余应力

  在干燥过程中，影响干燥质量的是全应力。干燥结束后继续影响木材质量的是残余应力。

  （三）应力在木材干燥过程中的变化情况

  在木材干燥过程中，应力的变化可分为四个阶段：

  1、干燥开始阶段：此时因木材表层、内部的含水率均在纤维饱和点以上，木材还没有干缩，所以木材内部不存在含水率应力和残余应力。

  2、干燥前期阶段：在此阶段，表层含水率先降到FSP以下而发生收缩，但内层含水率尚在FSP以上未发生收缩，这时表层的收缩会受到内层的牵制而处于伸张状态，产生张应力；内层则受表层的压迫而处于受压状态，产生压应力。随着干燥过程的继续应力会增加，当表层张应力超过该条件下的横纹抗拉强度时，木材便发生表裂。可以通过控制干燥工艺使表层最大张应力不超过破坏极限，避免表裂。方法是：在此阶段提高干燥介质湿度，降低干燥温度。

  3、干燥中期阶段：此阶段平均含水率降到30%左右，木材内部含水率也开始低于FSP，若上一阶段没有对木材进行中间处理，则表层木材已失去正常的干缩条件，而固定于伸张状态，此时尽管木材内层的含水率高于表层，但内部各层的干缩量约等于外部各层在塑化前的干缩量，内外各层的尺寸暂时一致，应力也暂时平衡。但由于木材是弹性----塑性体，表层在长时间处于伸张状态下，会发生不同程度的蠕变，并变干后固定下来，形成“表面硬化”。这种硬化如不解除，将影响到后期的干燥，并在干燥结束后在木材中表现出残余应力。

  4、干燥后期阶段：此阶段木材断面上的含水率变得均匀，内部的含水率梯度也很小，若上阶段没有进行中间处理，则木材表层因早已塑化固定而停止收缩。当含水率下降时，内部各层还可以收缩，但内部的收缩受表层的牵制而不能正常收缩，因此内层产生张应力，表层产生压应力。当内部产生的拉应力大于该条件下木材的横纹抗拉强度，将产生内裂。此阶段必须对木材进行后期处理，以消除残余应力（指干燥结束后）。

  五、木材窑干的工作原理

  常规干燥窑一般由以下几部分组成：窑体、加热系统、调湿系统、气流循环系统、控制系统。

  工作原理：冷空气在风机驱动下，以一定的速度通过加热器和材堆。冷空气经过加热器以后，因为加热器中的热介质温度高，使冷空气温度升温。加热后的空气通过材堆时，一部分热量被木材接受，从而使木材温度升高，并把木材蒸发出来的水蒸汽带走。这样高温低湿的空气经过材堆后温度降低，湿度升高。当空气湿度高于设定的控制参数时，进排气道打开，从排气道排出湿空气，新鲜空气从进气道进入，形成低温低湿的空气，经过加热后再次被加热。这样周而复始地工作，使木材达到干燥的目的。

  干燥窑内的风机一般是可逆风机，定时改变转动方向，以达到使干燥窑内木材均匀干燥的目的。

  六、木材干燥的原则

  通过相应的干燥设备，供给木材干燥适合的介质参数（即温度、湿度、气流速度），在保证木材干燥质量的前提下，合理地控制干燥介质的温度、湿度、气流速度，将能源消耗控制在最小范围，尽量提高木材的干燥速度。
  
 

批木网——网上木材市场！www.anywood.com

   凡是与 木材 木业 红木 原木 人造板 地板 板材 家具 木工 木工机械 家装材料 油漆化工 紫檀 酸枝 spf 辐射松 松木 榉木 锯材 榆木 楠木 乌木 沉香 檀香 纤维板 黄花梨 香樟 橡木 椴木 杨木 桦木 白蜡木 花旗松 南方松 黄檀 鸡翅木 胶合板 有关的资讯、供求、人脉，全在批木网  

           相关阅读：真空木材干燥设备的性能特点【批木网】