木材干燥学概论1、 什么是木材干燥？木材干燥是指在热力作用下，以蒸发或沸腾的汽化方式排出木材中水分的过程。主要指按照一定的基准有组织有控制的人工干燥过程，也包括受气候条件制的大气干燥。2、 木材干燥的目的？（1）把木材干燥到与使用地适合的含水率可以防止木材变形、开裂。（2）把木材干燥到含水率15%以下，可以防止木材变色、腐朽，干燥过程中较高的温度可以杀死木材中的虫卵，从而有效防止木材遭受虫害。（3）可以提高木材的强度和握钉力，改善木材物理、力学性能；潮木材胶合和油漆性能差，把木材干燥到含水率5%12%可以提高木材的胶合和油漆性能；干燥的木材具有良好的保温性和绝缘性。（4）因为干燥过程中排出了大量水分，使木材重量减小，从而大大降低了木材的运输费用。（5）木材干燥对于合理、节约利用有限的森林资源，保持生态平衡，对于发展国民经济和现代化建设具有非常重要的意义。 3、 木材干燥的方法？(天然)大气干燥，人工干燥 ，常规窑干 ，除湿干燥 ，太阳能干燥 ，真空干燥 ，高频和微波干燥 ，红外辐射干燥 ，接触(热压)干燥第一章木材中的水分与环境4、 木材含水率的测定方法？（1）称重法（烘干法）优点：测量数值较可靠；含水率测量范围不受限制缺点：测量时间长，不能实现在线测量；测量繁琐；要破坏木材；当木材含有较多的松节油或其他挥发性物质时，测量会有误差。（2）电测法：利用木材的电学性质，如电阻率、介电常数与木材含水率之间的关系，来测定木材的含水率。电测法的木材含水率仪主要有两类：直流电阻式：即利用木材中所含水分的多少对直流电阻的影响来测量木材的含水率。交流介电式：即根据交变电流的功率损耗与木材含水率的关系而设计的含水率仪。（奥地利MERLIN公司的电测含水率测量仪是企业经常使用的含水率测量仪表）电测法特点：优点：使用方便；测量迅速，能实现在线测量 不破坏木材缺点：含水率测量范围有限，630测量较准确，其他范围测量准确性差；需要进行温度校正，树种校正；受木材的厚度和方向影响 （3）蒸馏法：适应于含树脂较多或经油性防腐剂处理后的木材。 5、什么是FSP？当细胞腔内液态的自由水已蒸发殆尽，而细胞壁内的吸着水仍处于饱和状态时，这时木材含水率状态叫纤维饱和点（Fiber Saturation Point 简称FSP）。此时的含水率是毛细管凝结水的上限值。纤维饱和点是木材性质的转折点，木材含水率在FSP以上变化时，木材的尺寸、形状、强度、热学和电学性质等几乎不改变。而木材含水率在FSP以下变化时，上述材性会因含水率的增减产生显著而有规律的变化。FSP随树种和温度而异。如果温度上升，则FSP的值下降，大致温度上升1，纤维饱和点约降低0.1%，就多数树种的木材来讲，在空气温度20 时，纤维饱和点含水率约为30，100时，降为22.5%。6、 什么是吸湿滞后？气干材、窑干材的吸湿滞后有何不同？窑干材吸湿滞后一般是多少？干木材吸湿过程中，吸湿稳定含水率或多或少低于在同样空气状态下的解吸平衡含水率。这种现象叫吸湿滞后。用M表示：MM解M吸气干材及薄小木料的吸湿滞后很小，生产上可忽略，因此对气干材可粗略认为：M解M吸M衡窑干材的吸湿滞后数值较大，且干燥介质温度越高，则干锯材的吸湿滞后越大。平均值为2.5%，因此对于窑干材，可以认为：M衡M解M吸2.5% 或M吸M衡2.5%木材平衡含水率随树种的差异变化很小，生产上并不考虑，平衡含水率主要随周围空气的温度和湿度而异，尤以湿度的影响最为重要。7、 木材要求到干燥什么样的含水率，才能保证木制品的使用质量？薄小木料置于一定温度、湿度的空气中，木材最后达到与周围空气相平衡时的木材含水率叫平衡含水率，用M衡表示。（equilibrium moisture content,简称EMC） 木材在制成木制品之前，必须干燥到一定的终了含水率M终，且此终了含水率必须与木制品使用地点的平衡含水率相适应。即符合下式：M衡2.5%M终M衡在这样的含水率条件下，木制品的含水率能基本保持稳定，而其尺寸和形状也基本保持稳定。 8、 木材干缩什么在什么含水率以下？木材含水率在FSP以下时，木材的尺寸随含水率降低而减小，这种现象叫木材干缩。木材含水率在FSP以下时，木材的尺寸随含水率的增加而增大，这种现象叫木材湿胀。9、浙江某公司生产的水曲柳实木地板，成品平均含水率8，尺寸规格为长宽厚9109018mm。此批地板被销往广州(广州的年平均EMC=15.6%)。铺设房间尺寸为55m，问：为了保证地板在长期使用过程中，不拱起，地板安装时应留多大空隙？10、 要加工一个水曲柳桌子腿，成品横断面净尺寸为80mm80mm，成品在广州使用，求湿材下锯时，湿板材横断面尺寸应为多少，加工余量按3mm计算。答：水曲柳的径向干缩系数0.184%，弦向0.338%。为了保证尺寸，用弦向干缩系数计算k=0.338。广州的年平均含水率为15.6%，M衡2.5%M终M衡。在这样的含水率条件下，木制品的含水率能基本保持稳定，而其尺寸和形状也基本保持稳定。所以成品含水率最好是15.6%-2.5%为宜，即终含水率为13.1%。所以，YM=K（30%-M），YM为5.71%。加工余量为3mm所以湿板材横断面尺寸应Lmax=LM/（1-YM）=83/（1-5.71%）=88.03mm。11、 木材干燥为什么会产生横弯（瓦弯）？ 各部位的收缩不同、不同组织的收缩差及其局部塌陷而引起的。12、 干球温度80，湿球温度76的湿空气所对应的平衡含水率是多少？ 13%13、解吸是指木材中什么水的排出？若木材含水率高，在放在较干燥的空气中，木材细胞壁微毛细管中的水蒸气分压大于周围空气中的水蒸气分压，则微毛细管系统能向周围空气中蒸发水分，这种现象叫解吸。第二章 木材干燥窑14、什么是木材干燥窑？木材干燥窑应满足的技术要求是什么？木材干燥窑是指装配有加热设备、调湿设备和通风设备，并能控制干燥介质温、湿度和气流循环方向及速度的密闭建筑物或金属容器。木材干燥窑应满足的技术要求有：(1)气流循环效果好，一般气流循环速度为13m/s,且分布均匀；(2)有足够的加热能力和调湿能力，以满足工艺要求；(3)温、湿度检测安全、可靠；(4)设备耐腐、保温。15、木材干燥窑的分类？1.根据作业方式（1）周期式干燥窑：周期式干燥窑是同时装满木料，干燥好后干燥过程停止，同时卸出木料，再装入一批新木料，此干燥作业是周期性的。（材堆一次性装窑，干燥结束后一次性出窑） （2）连续式干燥窑：连续式干燥窑为隧道状，部分干燥好的木料由窑的一端（干端）卸出，同时由窑另一端（湿端）装入部分湿木料，装卸料时干燥过程不停止，此干燥作业是连续的。 1、根据干燥作业方式分类：周期式干燥窑，连续式干燥窑2、根据干燥温度进行分类 （1）低温干燥窑：温度操作范围为2148，一般不超过43。（2）常规干燥窑：温度操作范围为4382，大多数阔叶材和针叶材都采用常规干燥。（3）加速干燥窑：温度操作范围4399，最后阶段的干燥温度通常为8793。（4）高温干燥窑：干燥温度超100，温度操作范围通常为110140，最高温度可达170180。常压过热蒸汽干燥也属于高温干燥。 3、根据热源种类进行分类 （1）蒸汽加热干燥窑 （2）炉气加热干燥窑：炉气直接加热干燥窑；炉气间接加热干燥窑 （3）热水加热干燥窑 （4）导热油加热干燥窑 （5）以电作为热源的干燥窑：除湿干燥、真空干燥、高频干燥、微波干燥等 （6）太阳能干燥窑：温室型太阳能干燥窑，带辅助热源的太阳能干燥窑 4、根据干燥介质循环特性进行分类 （1）自然循环干燥窑：自然循环是因冷热气体密度上的差异引起的，热气体轻而上升，冷气体重而下降，所以在干燥窑内，干燥介质能形成垂直的气流流动方向，循环速度低。（2）强制循环干燥窑“强制循环是用通风机机械鼓动干燥介质造成的，流过材堆的理论循环速度为1m/s以上。为了干燥均匀，强制循环一般是可逆的，也就是定期改变干燥介质流过材堆的方向5、 根据风机的布置方式进行分类：顶风机型干燥窑，侧风机型干燥窑，端风机型干燥窑 6、根据木料装窑方式进行分类：轨道小车装窑木材干燥窑，叉车装窑木材干燥窑 17、风机直边顶风机型木材干燥窑的结构特点？气流循环特点？优缺点？结构特点：轴流风机与耐高温防潮电机直连安装在风机圈支架上气流循环特点：垂直横向循环 优点：窑内空气循环比较均匀，干燥质量较高，能够满足高质量的干燥要求；安装和维修方便；干燥窑的容量较大，能适合较大规模干燥作业的要求；动力消耗较小。缺点：建窑投资相对较高 18、 长轴型顶风机干燥窑的结构特点？气流循环特点？优缺点？结构特征：数台轴流通风机沿轴的长度方向串联安装在一根长轴上，轴的一端伸至管理间，用一台电动机通过皮带传动。气流循环特点：垂直横向循环优点：技术性能比较稳定，窑内空气循环比较均匀；干燥质量较高，能满足高质量的干燥要求；干燥窑容量大；动力消耗较少，每窑只用一台电动机。缺点：安装不易平衡，轴承易坏，常发生故障；安装困难，维修不便；投资高，钢耗大，腐蚀严重。19、 端风机型木材干燥窑的结构特点？气流循环特点？优缺点？结构特征：轴流风机安装在材堆的端部，干燥窑由位于后部的档板隔成前部干燥间和后部风机间，根据材堆高，横向安装一台或两台轴流风机在风机间，干燥间的两侧壁自后部或中部向前逐渐倾斜成斜壁窑，加热器可布置在风机间或布置在干燥间材堆两侧，一对进排气装置设在风机前后的窑顶上。如图87所示。气流循环特点：水平横向循环 优点：在材堆高度上气流循环比较均匀；气流循环为“水平横向”的可逆循环，特别适合于毛边板的干燥；安装、维修方便。缺点：干燥长度不宜过长，一般不超过6m ，故干燥窑的容量不大，一般适合于中、小型企业的干燥；斜壁角度、气道宽度不当或气道内的档风板设置不妥，将影响沿木材长度方向气流循环的均匀性。 20、 侧风机型干燥窑的结构特点？气流循环特点？优缺点？结构特征：风机、加热器、喷蒸管、进排气道都装在窑内侧边，采用吸风式单向气流循环。气流循环特点：根据风机位置高度又可分为风机位于材堆中部的侧风机干燥窑和风机位于材堆高下半部的侧下风机型干燥窑。（1）对于侧面中部风机气流为：水平横向循环（一般采用大风机，在水平面内横向）（2）对于侧下风机为：垂直横向循环优点：结构比较简单，干燥窑的容积利用系数较高，投资相对较少，安装维修较为方便，容易得到较大的气流循环速度。缺点：含水率的均匀性差，干燥容量小。21、什么是高温干燥？高温干燥的特点和应用范围？高温干燥（干燥温度超过100）。 温度操作范围通常为110140。主要干燥结构材。第三章 木材干燥主要设备 22、 蒸汽加热散热器分类、各种类型散热器的优缺点？（1）肋形管散热器：木材干燥中使用的肋形管散热器，大多数为铸铁的圆翼管（圆形肋片,如图所示）和方翼管（方形肋片）两种。优点：坚固，耐腐蚀，散热面积大，与平滑管相比，当管径和长度相等时，散热面积比平滑管大67倍，总散热量约大3倍。缺点：由于铸铁肋形管散热器的质量大，耗用金属多，另外受管长限制需分段连接，法兰多，安装和维修不便，故在现代木材干燥设备中很少使用。（2）平滑管散热器：平滑管散热器构造简单，接合可靠，制造与检修方便，承受压力的能力较大；传热系数较大，不易积灰。由于平滑管散热器的散热面积小，且易生锈，使用寿命不长，因此，这种散热器在干燥生产实践中已