木材干燥方法

2012-08-29來(lái)源:中創(chuàng)干燥新聞發(fā)布室熱度:22160
木材烘干工藝技術(shù)方法
1、什么叫木材干燥?
      木材中含有一定數(shù)量的水分。木材中水分的多少隨著樹(shù)種、樹(shù)齡和砍伐季節(jié)而異。為了保證木材與木制品的質(zhì)量和延長(zhǎng)使用壽命,必須采取適當(dāng)?shù)拇胧┦鼓静闹械乃郑ê剩┙档偷揭欢ǖ某潭取R档湍静牡暮剩毺岣吣静牡臏囟龋鼓静闹械乃终舭l(fā)和向外移動(dòng),在一定流動(dòng)速度的空氣中,使水分迅速地離開(kāi)木材,達(dá)到干燥的目的。為了保證被干木材的質(zhì)量,還必須控制干燥介質(zhì)(如目前通常采用的濕空氣)的濕度,以獲得快速高質(zhì)量地干燥木材的效果,這個(gè)過(guò)程叫做木材干燥。由于上述方法是利用對(duì)流傳熱方式,從木材的外部外熱干燥的方法,所以,又稱(chēng)為對(duì)流干燥。
      概括地說(shuō)木材干燥就是水分以蒸發(fā)或汽化的方式由木材中排出的過(guò)程。
木材為什么要干燥?
  新鮮木材含有大量的水分,在特定環(huán)境下水分會(huì)不斷蒸發(fā)。水分的自然蒸發(fā)會(huì)導(dǎo)致木材出現(xiàn)干縮、開(kāi)裂、彎曲變形、霉變等缺陷,嚴(yán)重影響木材制品的品質(zhì),因此木材在制成各類(lèi)木制品之前必須進(jìn)行強(qiáng)制(受控制)干燥處理。正確的干燥處理可以克服上述木材缺陷,提高木材的力學(xué)強(qiáng)度,改善木材的加工性能。它是合理利用木材,使木材增值的重要技術(shù)措施,也是木制品生產(chǎn)不可缺少的首要工序。
木材干燥設(shè)備=烘爐?
  木材干燥設(shè)備要實(shí)現(xiàn)對(duì)木材的強(qiáng)制干燥,必須具備三個(gè)基本功能:加熱、調(diào)濕和通風(fēng)。加熱功能不言而喻;調(diào)濕(噴蒸汽或霧化水)用于保障干燥某些階段所需的高濕度環(huán)境,防止木材開(kāi)裂、變形等;通風(fēng)設(shè)備必須保證濕熱空氣均勻地穿過(guò)材堆的各個(gè)部位,使干燥后的木材含水率均勻。簡(jiǎn)易的木材"烘爐"一般以熱爐氣直接或間接加熱,難以組織合理的氣流循環(huán),濕度難以調(diào)節(jié)或無(wú)法調(diào)節(jié),用這種簡(jiǎn)易設(shè)備獲得好的干燥效果是非常困難的。
3、什么叫室干法?有什么特點(diǎn)?
      木材在建筑結(jié)構(gòu)(如磚混凝土結(jié)構(gòu)或鋼筋混凝土結(jié)構(gòu))或金屬結(jié)構(gòu)的干燥室內(nèi),人工控制和調(diào)節(jié)干燥介質(zhì)(空氣、過(guò)熱蒸汽等)的溫度、濕度和氣流循環(huán)速度,利用對(duì)流等傳熱傳濕的作用,對(duì)木材進(jìn)行干燥的方法,叫做室干法。
      利用干燥室對(duì)木材進(jìn)行干燥處理是人工干燥的最基本的形式,也是目前國(guó)內(nèi)外木材加工工業(yè)中應(yīng)用最普遍的干燥木材的方法。這種干燥方法具有以下特點(diǎn):
      (1)需要建造干燥室或較大的金屬結(jié)構(gòu)設(shè)備,但占地面積比氣干場(chǎng)地少。
      (2)必須配置供熱和供電的設(shè)備。
      (3)干燥木材的生產(chǎn)周期短,容易保證木材加工全過(guò)程的連續(xù)性。
      (4)木村的干燥程度不受自然條件、地區(qū)、季節(jié)和樹(shù)種的限制,可根據(jù)要求獲得任何程度的最終含水率。
      (5)具有較成熟的干燥理論和工藝技術(shù),能保證干燥質(zhì)量。
      (6)干燥設(shè)備的結(jié)構(gòu)并不太復(fù)雜,使用安全可靠,不管那種類(lèi)型的木材干燥室,只要按設(shè)計(jì)要求建造和定期維修保養(yǎng),一般均可使用15年以上。
7、什么叫木材的含水率?
      木材中水分的含量,叫做含水率,或稱(chēng)含水量。用水分的重量對(duì)木材的重量之比的百分率(%)表示。
      木材的含水率有二種表示方式:
      **種叫絕對(duì)含水率,或稱(chēng)含水率。用全干木材的重量作為計(jì)算基礎(chǔ),用字母W表示,其計(jì)算公式為:
W=(濕材重量-全干材重量)/全干材重量*100%
      第二種叫相對(duì)含水率,是用濕材重量作為計(jì)算基礎(chǔ)的,用符號(hào)W0表示,計(jì)算公式為:
W0=(濕材重量-全干材重量)/濕材重量*100%

      在木材干燥生產(chǎn)中,廣泛采用的是絕對(duì)含水率(簡(jiǎn)稱(chēng)含水率)。
2、掌握木材含水率的重要性

為什么有些木門(mén)、木地板、木制家具等木制品銷(xiāo)售出去以后會(huì)出現(xiàn)開(kāi)裂、變形等質(zhì)量問(wèn)題呢?怎樣減少這些問(wèn)題對(duì)木業(yè)企業(yè)的損失呢?

木制品制作完成后,造型、材質(zhì)都不會(huì)再改變,此時(shí)決定木制品內(nèi)在質(zhì)量的關(guān)鍵因素主要就是木材含水率和干燥應(yīng)力。生產(chǎn)制造企業(yè)需要正確掌握木制品的含水率。當(dāng)木制品使用時(shí)達(dá)到平衡含水率以后,這個(gè)時(shí)候的木材最不容易開(kāi)裂變形。

銷(xiāo)售木制品的經(jīng)銷(xiāo)商,也應(yīng)該對(duì)所銷(xiāo)售的產(chǎn)品的含水率進(jìn)行檢測(cè),掌握所銷(xiāo)售產(chǎn)品的質(zhì)量狀態(tài)。選擇產(chǎn)品質(zhì)量好的廠家,凡是注重產(chǎn)品質(zhì)量的生產(chǎn)廠家,都會(huì)對(duì)其產(chǎn)品的含水率進(jìn)行檢測(cè)。

對(duì)于高素質(zhì)的采購(gòu)木制品的部門(mén),隨著專(zhuān)業(yè)知識(shí)的不斷增長(zhǎng),也越來(lái)越多地注重木制品的含水率指標(biāo)。過(guò)去國(guó)外的采購(gòu)商就很注重這一指標(biāo),許多做出口產(chǎn)品和半成品的木業(yè)廠家對(duì)此深有體會(huì)。


8、什么叫自由水?什么叫吸著水?
      木材中的毛細(xì)管系統(tǒng)有兩大類(lèi),即大細(xì)管系統(tǒng)和微毛細(xì)管系統(tǒng)。木材中的水分就存在于這些毛細(xì)管系統(tǒng)之中。
      由細(xì)胞腔組成的大毛細(xì)管系統(tǒng),對(duì)水分的束縛力很小以至無(wú)束縛力,水分能夠從大毛細(xì)管系統(tǒng)的斷面自由地蒸發(fā)出去。因此,把存在于大毛細(xì)管系統(tǒng)內(nèi)的水分,叫做自由水。自由水的增減,只能影響木材的重量、保存和燃燒能力,而不影響木材的性質(zhì)。
      由互相通連的細(xì)胞壁構(gòu)成的微毛細(xì)管系統(tǒng),對(duì)水分有程度不同的束縛力,若要使微毛細(xì)管系統(tǒng)內(nèi)的水分向空中蒸發(fā),必須把空氣的濕度降低到一定的程度;或者在加熱條件下加速水分的運(yùn)動(dòng),才能克服微毛細(xì)管的束縛力,向空氣中蒸發(fā)。同時(shí),微毛細(xì)管系統(tǒng)不但在一定的條件下向空氣中蒸發(fā)水分,而且也能夠吸收空氣中的水分。因此,把存在于微毛細(xì)管系統(tǒng)內(nèi)的水分,叫做吸著水。吸著水的增減變化,不僅使木材發(fā)生膨脹和收縮,而且也影響到木材的其它物理力學(xué)性質(zhì)。
      另外,木材中還有一種化合水,它存在于木材的化學(xué)成分中。化合水的數(shù)理很小,只有在化學(xué)加工時(shí),才有意義。
 3 、化合水存在于木材化學(xué)組成中,其含量約為1%,干燥無(wú)法除去,一般不予考慮.
9、什么叫木材的纖維包和點(diǎn)?
      前面已講到,吸著水存在于細(xì)胞壁內(nèi),而細(xì)胞壁能容納水分的空間是有限的,也就是說(shuō)吸著水的數(shù)量有一定限度。在大氣條件下,當(dāng)自由水已蒸發(fā)干凈,而吸著水還保持著**量時(shí)的木材含水率,叫做"纖維飽和點(diǎn)",亦稱(chēng)"吸濕極限",用W纖表示。
      木材的纖維飽和點(diǎn)隨樹(shù)種與溫度而異。就多種木材來(lái)說(shuō),在空氣溫度為20℃濕度為100%時(shí)。纖維飽和點(diǎn)的含水率W纖的平均值為30%,變異范圍為23-33%。
      纖維飽和點(diǎn),隨著溫度的升高而變小。表3-3是木材在被水蒸汽飽和的空氣內(nèi),纖維飽和點(diǎn)的變化情況。
空氣溫度(℃) 20 60 120
纖維飽和點(diǎn)(℃) 30 26 18
      從表3-3中可以看出,隨著溫度的升高,木材從飽和空氣中吸濕的能力將降低。
      木材的纖維飽和點(diǎn)這個(gè)概念,在干燥工藝中經(jīng)常用到,應(yīng)當(dāng)記住。當(dāng)木材的含水率在纖維飽和以上時(shí)(W纖>30%),木材不產(chǎn)生干縮;當(dāng)木材含水率在纖維飽和點(diǎn)以下時(shí)(W纖<30%),其干縮趨勢(shì)呈直線(xiàn)變化,即從含水率30%降低時(shí),每減少1%,而相應(yīng)的干縮系數(shù)的數(shù)值是不變的,只是隨著樹(shù)種及弦、徑向的不同而稍有差異。
      另外,木材的纖維飽和點(diǎn)與其導(dǎo)電性有關(guān)。全干木材是良好的絕緣體。濕木材是半導(dǎo)體。當(dāng)含水率由0%增加到30%左右時(shí),木材的比電導(dǎo)加大達(dá)10萬(wàn)倍以上;含水率從30%增大到**限度時(shí),比電導(dǎo)的加大不過(guò)4倍。
10、什么叫木材的平衡含水率?
       放置在大氣中的濕木材,它的含水率將隨著時(shí)間的延續(xù)而逐漸降低。當(dāng)木材中的水分與大氣中的水分不再進(jìn)行交換而達(dá)到平衡狀態(tài),即水分處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí),木材的含水率即是該溫度、濕度條件下的平衡含水率,    以W衡表示。
      平衡含水率隨著木材所處的空氣狀態(tài)的不同而變化。當(dāng)空氣的相對(duì)濕度升高時(shí),平衡含水率也升高;空氣的相對(duì)濕度降低時(shí),平衡含水率也降低;與上述情況相反,當(dāng)空氣溫度升高時(shí),將使平衡含水率降低。這就是說(shuō),隨著溫度的升高,木材的吸濕性將會(huì)降低。
      木材在由濕變干和由干變濕的過(guò)程中,在一定的空氣狀態(tài)下都逐漸地趨向于平衡含水率。在一般的情況下,由濕變干的含水率常常稍大于由干變濕的含水率。這是由于木材的微毛細(xì)管系統(tǒng)內(nèi)的空隙,已有一部分被滲透進(jìn)來(lái)的空氣所占據(jù),而防礙了木材對(duì)水分吸收的緣故。這個(gè)現(xiàn)
象叫做吸濕滯后或吸收滯后,用ΔW表示。

      圖3-2 木材平衡含水率圖
      單板、木屑、刨花等細(xì)小木料的吸收滯后的數(shù)值極小,可以忽略不計(jì)。
      氣干材的吸收滯后的數(shù)值不大,實(shí)際生產(chǎn)上可以不計(jì)。
      室干成材的吸收滯后數(shù)值較大。干燥期間介質(zhì)的溫度越高,成材的吸收滯后越大。吸收滯后數(shù)值的變異范圍在1-5%,平均值為2.5%。
      各種空氣狀態(tài)下的木材平衡含水率可在圖3-2中查得。
      木材平衡含水率,在實(shí)際生產(chǎn)上有一定的意義。某地區(qū)的木材在干燥時(shí),一定要達(dá)到該地區(qū)的木材平衡含水率范圍。否則,將會(huì)影響木材制品的質(zhì)量。
 3、木材的纖維飽和點(diǎn):濕木材在存在大毛細(xì)管中的自由水全部蒸發(fā)完畢,而毛細(xì)管系統(tǒng)中的吸著水還在飽和狀態(tài)時(shí)的木材含水率.(自由水和吸著水的交接點(diǎn))木材纖維飽和點(diǎn)是材性變異的轉(zhuǎn)折點(diǎn),吸著水的增減會(huì)引起木材的脹縮而影響木材制品的尺寸穩(wěn)定性和其他木材物理學(xué)性質(zhì).
  4 、木材的平衡含水率:一塊木材在熱濕空氣中過(guò)一段時(shí)間,木材中的水分與空氣中的水分不再進(jìn)行交換而達(dá)到平衡狀態(tài)的含水率叫做該空氣狀態(tài)下的平衡含水率.
  三 、木材干燥過(guò)程中的水分移動(dòng):
  木材干燥時(shí)水分可以順纖維方向移動(dòng)從板的兩端排除,也可以橫跨纖維方向移動(dòng)從板的表面和側(cè)面排除,因?yàn)殇彶牡谋砻娣e和側(cè)面積大于端面積,因此鋸材干燥時(shí)的水分主要沿厚度和寬度的方向移動(dòng)和排出.當(dāng)含水率高于木材纖維飽和點(diǎn)時(shí)以液態(tài)水移動(dòng)為主,當(dāng)部分含水率低于木材纖維飽和點(diǎn)時(shí)以水蒸氣或汽水混合方式移動(dòng)為主.
  四 、木材干燥過(guò)程中的熱濕傳導(dǎo):
  木材干燥時(shí),把木材堆成材堆,借助一種既能將熱量傳給木材又能吸收木材中蒸發(fā)的水分的媒介物質(zhì),稱(chēng)為干燥介質(zhì).
  干燥開(kāi)始前,首先要預(yù)熱,預(yù)熱木材的介質(zhì)是飽和濕空氣或接近飽和的濕空氣,空氣中的水蒸氣將有一部分穿過(guò)界面層到達(dá)濕木材的表面,并在表面上凝結(jié)成水,此時(shí)水蒸氣所含的汽化潛熱變?yōu)闈駸?傳給木材表面,并由表面?zhèn)魅雰?nèi)部,木材溫度逐漸升高,當(dāng)木材表面溫度等于介質(zhì)溫度時(shí),木材表面的水蒸氣分壓力等于循環(huán)蒸汽流的分壓力,互相傳遞的水蒸氣數(shù)量處于平橫狀態(tài),同時(shí),由于木材內(nèi)部的溫度低于表面溫度,干燥介質(zhì)中的熱將通過(guò)表面向內(nèi)部傳遞.
  預(yù)熱過(guò)后,開(kāi)始干燥時(shí),木材蒸發(fā)面的自由水和部分吸著水在水蒸氣分壓差的作用下脫離木材進(jìn)入干燥介質(zhì)中然后被排出窯外.木材表層大毛細(xì)管的自由水首先蒸發(fā),然后蒸發(fā)微毛細(xì)管中的吸著水,由于表面水分的蒸發(fā),是蒸發(fā)面的含水率降低,在木材的表層和內(nèi)部各層之間出現(xiàn)內(nèi)高外低的含水率梯度和內(nèi)低外高的溫度梯度,在這兩種梯度的作用下,使內(nèi)部各層中的水分向表面移動(dòng),直到干燥完畢,木材內(nèi)外層含水率才接近一致.
  含水率梯度是水分移動(dòng)的動(dòng)力,水分移動(dòng)方向是從高含水率向低含水率方向移動(dòng).干燥時(shí),木材表層水分首先蒸發(fā),使表層含水率低于內(nèi)層,形成內(nèi)高外低的含水率梯度,在含水率梯度的作用下,內(nèi)層水分向表層移動(dòng),含水率梯度越大,移動(dòng)速度就越快.這種有含水率梯度而引起的水分移動(dòng)的難易與木材的構(gòu)造特征和物理學(xué)性能有關(guān),密度小的比密度大的容易,邊材比心材容易;順紋比橫紋容易;徑向比弦向容易;所以在紅木類(lèi)木材干燥中,由于木材密度較大,干燥中,含水率梯度較小,所以干燥就比較困難.
  溫度梯度是水分移動(dòng)的另一種驅(qū)動(dòng)力.木材內(nèi)部水分向表面移動(dòng)的同時(shí),表面的水分以水蒸氣的形式向空中蒸發(fā).蒸發(fā)的能力隨干燥介質(zhì)的溫度\濕度\循環(huán)速度的不同而不同.木材水分的蒸發(fā)速度隨介質(zhì)溫度的增加而增加。但介質(zhì)的溫度不是越高越好,介質(zhì)溫度的高低取決于木材的干燥特性。在干燥前,先用高溫高濕對(duì)木材進(jìn)行預(yù)熱處理,提高木材的內(nèi)部溫度后在進(jìn)行干燥,使溫度梯度和含水率梯度相一致來(lái)提高干燥速度。
  干燥過(guò)程中材堆間的介質(zhì)以一定的流速循環(huán)對(duì)流,將介質(zhì)的熱量傳給木材,從而加快木材中水分子的運(yùn)動(dòng),促使木材中水分的排除,氣流循環(huán)的快慢直接影響木材水分蒸發(fā)的快慢,但是氣流速度過(guò)快消耗太多,木材和干燥介質(zhì)不能很好的進(jìn)行熱濕交換,不能提高干燥速度.一般的選擇氣流速度為1-3米/秒。紅木干燥中氣流速度一般在1-1.5米/秒。
五、 木材的干縮和濕脹
  木材失去水分是體積變小稱(chēng)為干縮。反之吸收水分稱(chēng)為濕脹,木材正常的干縮和濕脹量的大小與木材構(gòu)造、木材的密度、紋理方向和細(xì)胞壁的厚度及干燥條件有關(guān)。
11、為什么木材各個(gè)方向的干縮程度不一樣?
      木材是各向異性的,其干縮情況也比較復(fù)雜。干縮情況不但隨樹(shù)種而不同,就是同一塊木材,縱向、弦向、徑向的干縮也不一樣,縱向干縮極小,弦向干縮**,徑向干縮約為弦向干縮的1/3-1/2。
木材是由許許多多的長(zhǎng)細(xì)胞組成的。在纖維的飽和點(diǎn)以下,當(dāng)吸著水減小時(shí),木材細(xì)胞長(zhǎng)度上的干縮不如截面的變細(xì)來(lái)的得大,所以縱向干縮
極小。
      弦向干縮大于徑向干縮的原因是:
      (1)木射線(xiàn)細(xì)胞在徑向上是它的長(zhǎng)度,在弦向上是它的端面,而木射線(xiàn)的橫向干縮較縱向干縮大;
      (2)木射線(xiàn)沿徑向排列,牽制著其它縱行細(xì)胞的收縮,而弦向上就不受這種牽制作用;
      (3)有些細(xì)胞在干縮時(shí),弦向受到壓力而徑向卻微有伸長(zhǎng);
      (4)木材徑而細(xì)胞壁上的紋孔大而多,細(xì)胞壁的含量少,也就干縮小;而木材弦面細(xì)胞壁的紋孔小而少,細(xì)胞壁的含量多,也就干縮大。
      由于木材在各個(gè)方向上的干縮不同,在使用木材時(shí)應(yīng)引起重視,縱向干縮(沿著纖維方向的干縮)極小,在工業(yè)生產(chǎn)上不考慮留有干燥余
量;由于一般成材大多都是弦面板,配料時(shí)必須留有足夠的干縮余量。
      在干燥過(guò)程中,由于木材在徑向與弦向的干縮率不同,在同一含水率階段二者的差別越大,木材發(fā)生干裂的可能性也越大。若徑向與弦向
的干縮率差別在干燥初期就比較大,木材將會(huì)發(fā)生表裂,在干燥中期與后期二者的差別還比較大時(shí),木材將易于產(chǎn)生內(nèi)裂。為避免上述現(xiàn)象的
發(fā)生,在干燥工藝上就必須采取噴蒸處理(預(yù)熱處理、中間處理、后期處理)的措施。  
 六、干燥應(yīng)力和變形:
  干燥初期,首先蒸發(fā)表層水分,含水率很快下降到纖維飽和點(diǎn)以下,隨著吸著水的的減少而縮小體積,表層纖維傾向收縮,但受到未收縮的內(nèi)層纖維的限制而產(chǎn)生伸張應(yīng)力,內(nèi)層纖維受到壓縮應(yīng)力。隨著水分的繼續(xù)蒸發(fā),表層含水率繼續(xù)降低收縮率增加,干燥應(yīng)力加大。由于木材含水率不均而引起的應(yīng)力叫含水率應(yīng)力。由于木材的塑性變形引起的內(nèi)應(yīng)力稱(chēng)殘余應(yīng)力。
  在干燥過(guò)程中木材表層和內(nèi)部各層的應(yīng)力的發(fā)生、發(fā)展和變化的一般規(guī)律是:干燥初期,木材表層處于伸張應(yīng)力狀態(tài),隨著干燥的進(jìn)行,表層伸張應(yīng)力值逐漸增加,直到**值后才逐漸減少至零,應(yīng)力轉(zhuǎn)向,由伸張應(yīng)力轉(zhuǎn)變?yōu)閴嚎s應(yīng)力,直到**值后趨向減小或殘余少量應(yīng)力。中心層的應(yīng)力變化與表層正相反,干燥初期呈現(xiàn)為壓縮應(yīng)力,干燥后期由壓縮應(yīng)力轉(zhuǎn)變?yōu)樯鞆垜?yīng)力。中心層的應(yīng)力發(fā)展、變化規(guī)律同表層,但**值的時(shí)間遲后于表層,內(nèi)部其他各層的變化一般介于這兩者之間。干燥應(yīng)力的**值和到達(dá)**值的時(shí)間與干燥工藝條件密切相關(guān)。木材表層伸張應(yīng)力的**值隨著溫度的升高而降低,在干球溫度一定時(shí),隨著干濕球溫度差的增大表層伸張應(yīng)力的**值將提前。木材干燥后引起的殘余應(yīng)力也是影響木材尺寸穩(wěn)定性的一個(gè)因素。因此,在干燥過(guò)程中,要嚴(yán)格按干燥工藝操作,減小和消除殘余應(yīng)力。
七、在木材干燥過(guò)程中,制約干燥速度的主要是板材的樹(shù)種、厚度、初始含水率和要求的含水率(終含水率)、氣流穿過(guò)材堆的速度等;但是在保證干燥質(zhì)量的前提下,針對(duì)每個(gè)樹(shù)種制定出合理的干燥工藝,適當(dāng)提高氣流的循環(huán)速度,減少在干燥過(guò)程中的運(yùn)行費(fèi)用,提高經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。
5、含水率實(shí)驗(yàn)室測(cè)量的方法:

測(cè)量木材含水率的方法有烘干法、電測(cè)法、干餾法、滴定法和濕度法,在木材加工領(lǐng)域里,通常采用烘干法。

烘干法:

烘干法就是將木材的含水率試片烘至全干來(lái)測(cè)其含水率的方法。

首先在被測(cè)的木材中鋸取一片順紋厚度為10~12mm的有代表性的含水率試片。所謂代表性就是這塊試片的干濕程度與整塊木材相一致,并沒(méi)有夾皮、節(jié)疤、腐朽、蟲(chóng)蛀等缺陷。一般應(yīng)在距離鋸材端頭250~300mm處截取。將含水率試片刮凈毛刺和鋸屑后,應(yīng)立即在精確度為0.01g,量程不小于200g的天平上稱(chēng)其重量,將該重量記為G,然后將試片放入溫度為103±2的恒溫箱中烘6h左右,再取出稱(chēng)重,并作記錄,然后再放回烘箱中繼續(xù)烘干。隨后每隔2h稱(chēng)重一次,直到最后兩次稱(chēng)量的重量不變,就是絕干重,記為Go。這樣就可按下式計(jì)算出含水率

W=(G-Go)/ Go×100%

由于薄試片暴露在空氣中其水分容易發(fā)生變化,因此,測(cè)量時(shí)要注意截取試片后或取出烘箱后應(yīng)立即稱(chēng)重,如不能立即稱(chēng)重,須立即用塑料袋包裝,防止水分蒸發(fā)。

用烘干法測(cè)量木材含水率準(zhǔn)確可靠,而且不受含水率范圍的限制。但測(cè)量時(shí)需要截取試樣,破壞木材,并需要一定的時(shí)間。

烘干法是測(cè)量木材含水率的基本方法,也是最常用的方法。

上式表示的是絕對(duì)含水率,也是在木材加工上通常所說(shuō)的木材含水率。
2 、電測(cè)法:根據(jù)木材電學(xué)特性和含水率的關(guān)系直接測(cè)定含水率的方法.常用的有電阻式木材含水率測(cè)定儀.
木材干燥常見(jiàn)問(wèn)題 圖 片 原 因 木材開(kāi)裂端 裂
1、水份蒸發(fā)過(guò)快
2、木材生長(zhǎng)應(yīng)力
3、螺旋紋理
4、升溫速度過(guò)快
5、干燥溫度偏高
表面裂 1、表面所受應(yīng)力過(guò)大2、與EMC相差過(guò)大3、木材內(nèi)外溫差大 4、升溫速率大5、升溫速度快6、產(chǎn)生表面硬化7、產(chǎn)生逆表面硬化內(nèi) 裂 1、木材內(nèi)部應(yīng)力過(guò)大2、表面裂外部愈合3、與EMC相差過(guò)大 4、木材內(nèi)外溫差大5、基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換過(guò)快6、后期溫度過(guò)高7、產(chǎn)生逆表面硬化木材彎曲
木材橫彎 1、木材裝堆不合理,木材有自由空間。 2、隔條規(guī)格不統(tǒng)一(厚度)3、板材鋸切不合理4、生長(zhǎng)應(yīng)力過(guò)大 木材順彎 1、木材裝堆不合理 2、生長(zhǎng)應(yīng)力過(guò)大3、板材鋸切不合理4、窯內(nèi)氣流不均勻 無(wú)法抗拒原因1、裝窯前已經(jīng)彎曲2、木材生長(zhǎng)環(huán)境特殊3、原始外力影響 木材瓦彎 1、木材裝堆不合理 2、生長(zhǎng)應(yīng)力過(guò)大3、板材鋸切不合理4、干燥環(huán)境劇烈 無(wú)法抗拒原因1、裝窯前已經(jīng)彎曲2、木材本身物理特性 例如:心材 木材扭曲 1、木材裝堆不合理2、生長(zhǎng)應(yīng)力過(guò)大3、隔條規(guī)格不統(tǒng)一4、板材鋸切不合理無(wú)法抗拒原因1、裝窯前已經(jīng)彎曲2、木材本身物理特性例如:螺旋紋理
其它干燥缺陷
干燥不均 1、窯內(nèi)氣流不均勻2、風(fēng)機(jī)正反風(fēng)壓不等3、風(fēng)量分布不均勻4、風(fēng)速偏低或偏高5、產(chǎn)生逆表面硬化6、基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換太急劇 7、空氣導(dǎo)流不合理8、密封不良9、隔條擺放不合理10、樹(shù)種規(guī)格不統(tǒng)一11、生長(zhǎng)環(huán)境特殊12、設(shè)計(jì)不合理 木材霉變 1、 裝窯前已經(jīng)出現(xiàn) 霉變現(xiàn)象2、 木材裝堆不合理3、 木材所處環(huán)境惡劣4、 隔條擺放不科學(xué)5、 隔條不干燥6、干燥工藝不科學(xué) 7、 處理過(guò)度8、 設(shè)計(jì)不合理9、 風(fēng)速太低、風(fēng)壓太小10、空氣流動(dòng)不均勻11、窯內(nèi)溫度太低 1、整窯不均勻2、單塊不均勻a 內(nèi)濕外干b 左濕右干c各別部位不干3、周期過(guò)長(zhǎng)4、能源消耗嚴(yán)重 5、升溫速度慢6、窯內(nèi)積水7、噴蒸效果不明顯8、不能準(zhǔn)確控制溫濕度9、木材色澤嚴(yán)重加深10、不能準(zhǔn)確測(cè)量含水率11、木材霉變
12、干燥過(guò)程中產(chǎn)生干燥缺陷的原因是什么?
      在木材干燥過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生各種缺陷,這些缺陷大多數(shù)是能夠防止或減輕的。變形大體上是由樹(shù)種、材料等級(jí)等因素而決定的;塌陷容易發(fā)
生在某些樹(shù)種靠近髓心的徑向材上;開(kāi)裂在干燥初期出現(xiàn)的是端面開(kāi)裂和表面開(kāi)裂,干燥后期發(fā)生內(nèi)部開(kāi)裂。表4-1列出了干燥過(guò)程中容易產(chǎn)生
的各種缺陷。
      (1)初期開(kāi)裂:干燥初期的開(kāi)裂有兩種,即端面開(kāi)裂和表面開(kāi)裂。端面開(kāi)裂多數(shù)是制材前原木的生長(zhǎng)應(yīng)力和干縮出現(xiàn)的裂紋。當(dāng)干燥條件
惡劣時(shí)會(huì)發(fā)生的新的端裂,而且使原來(lái)的裂紋進(jìn)一步擴(kuò)展。表面開(kāi)裂會(huì)從木材端面延伸到內(nèi)部。厚度2厘米以下的板發(fā)生干燥初期的表面開(kāi)裂較
厲害,厚度1厘米以下的板材幾乎沒(méi)有。表面開(kāi)裂的原因是因?yàn)楸韺痈稍锖笠湛s,但受到了內(nèi)部的約束。與其有關(guān)的因子是木材的干燥條件、
干縮率、水分移動(dòng)的難易程度以及材料抵抗變形的能力等。在同一干燥條件下,木材的密度越大,越容易產(chǎn)生開(kāi)裂;弦向材寬度方向的干縮量
約是徑向材的2倍,所以弦向材容易發(fā)生表面開(kāi)裂。
      干燥溫度和表面開(kāi)裂關(guān)系密切。在0-5℃的低溫時(shí)容易發(fā)生開(kāi)裂,其主要原因是溫度低、水分?jǐn)U散系數(shù)小、含水率梯度大。所以冬季自然干
燥時(shí),應(yīng)盡量避免將易開(kāi)裂的木材暴露在強(qiáng)烈的北風(fēng)中。溫度在50℃以上干燥木時(shí),也容易發(fā)生表面開(kāi)裂。對(duì)容易發(fā)生細(xì)胞塌陷的樹(shù)種,用60
-75℃進(jìn)行緩慢干燥,若干濕球溫度差急劇增大,容易發(fā)生表面開(kāi)裂。在一定的溫度條件下,對(duì)細(xì)胞塌陷小,但容易開(kāi)裂的木材干燥時(shí),溫度高
,容易開(kāi)裂。因此就該選擇適合的干燥條件,防止木材發(fā)生初期開(kāi)裂。
      (2)塌陷:所謂塌陷主要指因細(xì)胞的極端變形使木材出現(xiàn)了異常變形,它是由于細(xì)胞腔產(chǎn)生了因水分的變化引起的拉力與壓應(yīng)力的原因。
一般含水率高的木材,干燥初期若溫度過(guò)高時(shí)容易發(fā)生塌陷。根據(jù)樹(shù)種不同,塌陷集中的部分會(huì)出現(xiàn)板面的凸凹不平現(xiàn)象。為了避免產(chǎn)生這種
缺陷,對(duì)于塌陷大的樹(shù)種,可經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的氣干或用低溫進(jìn)行干燥。
      (3)內(nèi)部開(kāi)裂:干燥厚度1厘米以下的薄板或用氣干的方法,幾乎不會(huì)發(fā)生內(nèi)部開(kāi)裂。內(nèi)部開(kāi)裂是表面開(kāi)裂向內(nèi)發(fā)展之后,表面開(kāi)裂閉合
而形成的,也有表面沒(méi)有裂紋只在內(nèi)部發(fā)生開(kāi)裂的情況。
      弦向材的內(nèi)裂發(fā)生在干燥末期,是因?yàn)閮?nèi)層沿寬度方向收縮比表面大的原因。內(nèi)部開(kāi)裂與干燥溫度的關(guān)系很大。一般干燥初期溫度較低
50℃左右),表層細(xì)胞發(fā)生塌陷困難。但是,木材內(nèi)層在含水率高的狀態(tài)下長(zhǎng)期受熱,隨著干燥的進(jìn)行,干燥溫度逐漸地上升,細(xì)胞塌陷也
就加大。所以大多數(shù)厚板因內(nèi)部受熱時(shí)間的加長(zhǎng),而容易發(fā)生內(nèi)部開(kāi)裂。另外,如果干燥初期干濕球溫差大,表層張應(yīng)力就大,再加上內(nèi)部細(xì)
胞如果有塌陷,也容易產(chǎn)生內(nèi)部開(kāi)裂。
      (4)變形:被干木材的變形主要有橫彎、縱彎、扭曲和翹曲等幾種,主要原因是各部位的收縮不同、不同組織間(如木射線(xiàn)與纖維素、心
邊材)的收縮差及其局部塌陷而引起的。
      (5)變色:木材經(jīng)干燥后都不同程度地會(huì)發(fā)生變色現(xiàn)象,有的比較嚴(yán)重。變色有兩種:一種是由于變色菌、腐朽菌的繁殖而發(fā)生了變色;
一種是由于木材中含有的成分在濕熱狀態(tài)下酸化而造成的變色。用高溫干燥含水率高的木材時(shí)往往會(huì)使木材的顏色加深或變暗;有時(shí)也會(huì)因噴
蒸處理時(shí)濕度過(guò)大或干燥室長(zhǎng)期未清掃而使木材表面變黑。
4、木材干燥的基本原則是什么?
      木材干燥的基本原則是在保證干燥質(zhì)量的前提下提高干燥速度,節(jié)約能源消耗,降低干燥費(fèi)用。干燥質(zhì)量是指:必須使被干木材的含水率及干燥均勻度能滿(mǎn)足加工工藝的要求;還必須保持木材的完整性、不發(fā)生工藝規(guī)范所不容許的缺陷,不削弱木材及其制品所應(yīng)有的性質(zhì)。干燥速度是指:在單位時(shí)間內(nèi)木材含水率降低的程度。干燥速度越快(或干燥周期越短),所需要的干燥設(shè)備與投資越少,生產(chǎn)率也就越高,干燥費(fèi)用越少。
      生產(chǎn)上選用干燥設(shè)備時(shí),應(yīng)根據(jù)被干木材的樹(shù)種、規(guī)格、數(shù)量、用途和生產(chǎn)單位的現(xiàn)實(shí)條件等。對(duì)于現(xiàn)代化木材干燥室要求在工藝上能保證干燥介質(zhì)的溫度、濕度和氣流速度、堆裝的被干成材所受到的外部條件基本相同,以達(dá)到均勻干燥的目的,在操作上要安全可靠、控制靈活、工人的勞動(dòng)強(qiáng)度小。設(shè)備投資少、占地小、見(jiàn)效快,節(jié)約能源,同時(shí)還應(yīng)盡可能地減少對(duì)周?chē)h(huán)境的污染。
    5、木材干燥的基本原理是什么?
      木材中的水分主要有自由水和吸著水兩種。存在于由細(xì)胞腔組成的大毛細(xì)管系統(tǒng)內(nèi)的水分叫做自由水,它的增減只影響木材的重量,而不影響木材的性質(zhì);存在于細(xì)胞壁組成的微毛細(xì)管系統(tǒng)內(nèi)的水分叫做吸著水,它的變化,不僅能使木材產(chǎn)生收縮和膨脹,而且也將影響木材的其他物理力學(xué)性質(zhì)。
      木材干燥就是要排除木材中的自由水和吸著水,以適應(yīng)不同的用途和質(zhì)量要求。干燥木材的方法雖然有多種,但基本原理是共同的,即利用沿木材厚度上的含水率梯度,以及在加熱后形成的內(nèi)部大、外部小的水蒸汽分壓力差,促使水分以液態(tài)和汽態(tài)兩種形式連續(xù)地由內(nèi)部向外部移動(dòng),并通過(guò)木材表面向外界蒸發(fā);內(nèi)部的水分移動(dòng)強(qiáng)度應(yīng)與表面的水分蒸發(fā)強(qiáng)度協(xié)調(diào)一致,使木材由表及里均衡地變干。
      傳統(tǒng)的蒸汽干燥室,它的干燥過(guò)程是:先使高溫度(100℃以下)和高溫度(飽和或接近飽和)的濕空氣在循環(huán)流動(dòng)中不斷地穿過(guò)材堆,對(duì)木材預(yù)熱。當(dāng)木材及其水分被加熱到一定程度后,按干燥基準(zhǔn)的規(guī)定,降低介質(zhì)的溫度和相對(duì)濕度,迫使木材中的水分從表面蒸發(fā),這是干燥開(kāi)始。然后按照干燥基準(zhǔn)規(guī)定的程序,逐步提高介質(zhì)的溫度及降低相對(duì)濕度,使木材中水分的蒸發(fā)面逐漸移向內(nèi)部,直到干燥結(jié)束。在干燥過(guò)程中,應(yīng)能消除或減輕內(nèi)應(yīng)力、開(kāi)裂和變形,不降低木材的物理力學(xué)性質(zhì),以保證干燥質(zhì)量。
2、木材干燥的意義有哪些?
      木材具有較小的密度和較大的強(qiáng)度(品質(zhì)系數(shù)較高),耐酸堿腐蝕,絕緣性能較好,易于切削,紋理和色澤美麗等優(yōu)良性質(zhì)。在建筑、機(jī)械、車(chē)輛、船舶、紡織、農(nóng)具、家具、樂(lè)器、航空等國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各部分都需要使用大量的木材。但是,用未經(jīng)干燥的木材制成的產(chǎn)品不能保證質(zhì)量的,所以必須對(duì)木材進(jìn)行干燥處理。
      木材經(jīng)過(guò)干燥處理以后,可以取得以下幾方面的效果。
      (1)提高木材和木制品使用的穩(wěn)定性。木材長(zhǎng)期暴露在空氣中會(huì)發(fā)生濕脹和干縮現(xiàn)象,而木材的不均勻的濕脹干縮,往往會(huì)引起木材開(kāi)裂和變形,影響使用,造成浪費(fèi)。若用濕的木材或沒(méi)有干燥好的木材制造產(chǎn)品(如門(mén)窗、地板、家具等)時(shí),剛剛做好時(shí)好像不錯(cuò),可是經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后,隨著木材的變干就會(huì)發(fā)生門(mén)框歪斜、地板翹曲、接榫松脫或板面開(kāi)裂等現(xiàn)象,造成很大的損失。生產(chǎn)單位若在使用前,將木材干燥到使用要求的含水率,就可以保證木制品結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,使之外形美觀、經(jīng)久耐用。
      (2)提高木材和木制零件的強(qiáng)度,當(dāng)木材含水率低于纖維和飽和點(diǎn)時(shí),木材的強(qiáng)度將隨著木材含水率的降低而提高。經(jīng)過(guò)干燥后的木材,可以改善切削加工條件,提高木結(jié)構(gòu)零件的強(qiáng)度、膠接強(qiáng)度與木制品的表面裝飾質(zhì)量。木材的導(dǎo)熱性質(zhì)與導(dǎo)電性質(zhì)是隨著它的含水率的改變而改變的,要提高木材的保溫性與絕緣性,也需要用降低含水率的辦法來(lái)減小導(dǎo)熱性與導(dǎo)電性。
      (3)預(yù)防木材的貶質(zhì)和腐朽。濕木材如果長(zhǎng)時(shí)間堆放在露天空氣中,若不采取適當(dāng)?shù)拇胧鶗?huì)發(fā)生腐朽或遭蟲(chóng)害。當(dāng)木材含水率降低到20%以下時(shí),可大大減少菌類(lèi)和害蟲(chóng)的侵害與破壞。所以,一般在生產(chǎn)單位,把木材干燥到含水率8-15%左右。這樣不僅保證了木材的固有性質(zhì)和強(qiáng)度,而且也提高了木材的抗腐蝕能力。
      (4)減輕木材的重量。新砍伐的木材,其含水量甚至超過(guò)了本身的重量,經(jīng)過(guò)短期存放、自然干燥后,它的含水量仍然很高。木材經(jīng)過(guò)室干后,其重量可減輕約30-50%,有利于提高車(chē)輛的運(yùn)載能力。
總之,經(jīng)過(guò)干燥的木材,可以保證木材制品的質(zhì)量,改善木材的使用性能,延長(zhǎng)使用年限,從而節(jié)約了木材。多年來(lái)的實(shí)踐證明,木材干燥在生產(chǎn)上是不可缺少的過(guò)程,在科學(xué)上已成為專(zhuān)門(mén)的學(xué)科。
3、木材干燥,越干越好嗎?應(yīng)該干燥到什么程度呢?

木材置于一定的環(huán)境下,在足夠長(zhǎng)的時(shí)間后,其含水率會(huì)趨于一個(gè)平衡值,稱(chēng)為該環(huán)境的平衡含水率EMC。當(dāng)木材含水率高于環(huán)境的平衡含水率時(shí),木材會(huì)排濕收縮,反之會(huì)吸濕膨脹。例如,廣州地區(qū)年平均的平衡含水率為15.1%,北京地區(qū)卻為11.4%。干燥到11%的木材用于北京是合適的,可用于廣州將會(huì)吸濕膨脹,產(chǎn)生變形。所以說(shuō),木材干燥要適當(dāng),并非越干越好。不同地區(qū)、不同用途,對(duì)木材含水率的要求也是不一樣的。

臨朐中創(chuàng)干燥設(shè)備廠

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