木材干燥

木材干燥

一、名词解释： 1.木材干燥：通常所说的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水分的处理过程。首先提高木材的温度，是木材中水气化，以水和水蒸气的形式向木材表面移动，然后在循环介质的作用下，使木材表层的水分以水蒸气的形式离开木材表面，这个过程就叫做木材干燥。

2.大气干燥：分为自然大气干燥和强制大气干燥。自然大气干燥：把木材按照一定的方式堆放在空旷的场院（又称板院）或棚舍内，又自然空气流过材堆，使木材内水分逐步排出，以达到干燥目的。强制大气干燥：是自然气干的发展，在板院或棚舍内用通风机以1m/s左右的风速来缩短干燥时间的方法。

3.室干：木材在建筑建构的干燥室内，人工控制和调节干燥介质的温度、湿度和气流循环速度，利用对流等传热传湿的作用，对进行干燥。 4.真空干燥：是木材在低于大气压的条件下实施干燥，其干燥价值可以是湿空气或过热蒸汽，多数是过热蒸汽。

5.干燥介质：是在干燥过程中能将热量传给木材，同时将木材中排出的水蒸汽带走的媒介物质。

6.过热度：过热蒸汽温度与同压力下饱和蒸汽温度之差值称为过热度。过热度越大，容纳水蒸气的能力越大。

7.干度：1kg湿蒸汽中干蒸汽的相对重量，叫做水蒸气的干度，简称干度。 8.湿空气：是指含有水蒸汽的空气。

9.绝对湿度：单位体积湿空气中所含水蒸气的质量称为空气的绝对湿度，也就是指使空气中水蒸气的密度。

10.相对湿度：是指绝对湿度与相同温度下可能达到的最大绝对湿度（即同温下饱和湿空气的绝对湿度）之比。

11.湿容量：含有1kg干空气的湿空气中水蒸气的质量。

12.热含量：代表它所携带的热量，和温度，压力，比热等参数一样是一个状态参数。

13.冷却极限温度：在绝热加湿过程中，接触时间足够长，最终湿空气达到饱和后流出，空气温度也不再下降，维持循环水和补充水的温度和空气的温度相等，这时测得出口饱和空气的温度称为初始状态湿空气的绝热饱和温度，也叫冷却极限温度。

14.炉气：是指煤炭、燃油、燃气、木材及其他燃料在燃烧炉中燃烧时所生成的湿热气体。 15.露点温度：对于未饱和湿空气，在保持湿空气中水蒸气分压力不变的条件下，若降低湿空气的温度可使水蒸气从过热状态达到饱和状态，这个状态点所对应的湿空气状态称为湿空气的露点A，露点所处的稳点即为露点温度。

16.湿材：长期浸泡在水中，含水率大雨生材的木材，如水运，水贮过程中的木材。 17.生材：和新采伐的木材含水率基本一致的木材。 18.半干材：含水率介于生材与气干材之间的木材。

19.气干材：长期储存在大气中，与大气中相对湿度趋于平衡的木材。其含水率取决于周围环境的温度和相对湿度，一般在8%-20%，我国国标把气干材平均含水率为12%。

20.室干材：木材在干燥室内，以适当的温度和相对湿度条件进行干燥，含水率为7%-15%的木材，通常根据木材的使用区域、场合及用途等条件而定。

21.大毛细管系统：由相互连通的细胞腔及细胞间隙构成，对水分的束缚力很小甚至无束缚 22.微毛细管系统：由相互连通的细胞壁内的微毛细管构成，对水分有较大的束缚力

23.自由水：是存在于木材细胞枪和细胞间隙组成的大毛细管系统中的水分，其性质和普通的液体水接近。

24.吸着水：存在于细胞壁中，与细胞无定形区（由纤维素非结晶区、半纤维素和木素组成）中的羟基形成氢键结合。

25.纤维饱和点：木材在干燥过程中，当木材中的自由水完全蒸发，而细胞壁中吸着水的量处于饱和状态时的含水率，称为纤维饱和点。

26.吸湿滞后：在相同的温湿度条件下，由吸湿过程达到的木材的平衡含水率低于由解吸过程达到的平衡含水率现象。

27.平衡含水率：薄小木料在一定空气状态下最后达到的吸湿稳定含水率或解吸稳定含水率叫做平衡含水率。

28.木材的密度：木材密度是单位体积的木材的质量，单位为g/cm3，kg/cm3

27.解吸与吸湿：解吸：周围空气的相对湿度较低，细胞中的水蒸气分压比空气中的大，则水分由木材向空气中蒸发，使得吸着水含量减少，此现象叫解吸。吸湿：周围空气的相对湿度较高时，则水蒸气从空气向木材细胞壁中渗透，即木材从空气中吸湿，使得吸着水含量增加，此现象叫做吸湿或吸着。

28.干缩与湿胀：指木材在绝干状态下至纤维饱和点的含水率区域内，水分的解吸或吸湿使木材细胞壁产生其尺寸缩减或增大，最终导致木材整体尺寸变化的现象。 29.基本密度：木材试样绝干重与试样饱和水分时的体积之比。 30.绝干密度：绝干状态下木材的质量与其体积之比。

31.导热系数：以在两个平行的向对面之间的距离为单位，温度差恒定为1K时，单位时间内通过单位面积的热量。

32.导温系数：表征木材在冷却或加热的非稳定状态过程中，内部各点温度迅速趋于一致的能力（即各点达到统一温度的速度) 33.比热：木材的比热是指单位质量的木材试样平均温度变化1摄氏度所吸收或放出的热量，通常符号C来表示，单位为KJ/(kg.k)

34.热流量：单位时间内通过垂直热流方向的物体截面上单位面积的热量 35.换热系数： 36.稳定湿交换： 37.不稳定湿交换：

38.临界含水率：等速干燥结束后，减速干燥期开始这一瞬间的含水率。 39.含水率梯度：

40.木材干燥曲线：木材含水率和温度随干燥时间的变化曲线。

41.木材干燥室：是指具有加热、通风、密闭、保温、防腐蚀等性能，在可控制干燥介质条件下干燥木材的建筑物或容器。

42.预干：木材预干是将木材从生材干燥到30%-20%的含水率，然后再进入常规蒸汽干燥室进行两次干燥。这样可缩短常规室干周期约50%，总能耗也可得到大幅度降低。

43.干燥基准：就是根据干燥时间和木材含水率的变化而编制的干燥介质温度和湿度变化程序表。

44.波动干燥基准：在整个含水率阶段，干燥介质的温度作升高、降低之反复波动变化的基准。

45.半波动干燥基准：指的是干燥介质的温度在干燥的前期逐渐升高，在干燥后期作波动变化的基准。

46.双阶段干燥基准：将整个干燥过程划分为2个含水率阶段，双阶段干燥基准适用于厚度较薄和易干材。

47.干燥周期：从被干木材装进干燥室开始干燥算起，到干燥结束从干燥室卸出为止，所耗用的时间叫做干燥周期。

48.炭化：木材在高温、无氧或者低氧的环境中进行干燥时产生的现象 49.三角形堆积：大气干燥时木材互相水平搭靠成三角形的堆积方法 50.纵横交替堆积： 51.交替倾斜堆积：

52.界层：它是指固体与流体相接触时，在固体表面上所形成的水蒸气薄膜层，这也是一个水蒸气饱和层，其相对湿度为100%。

53.强制气干法：在板院或棚舍内用通风机提供1m/s的风俗缩短干燥时间的方法 54.联合干燥：针对不同干燥对象将干燥方法进行优化组合

55.两段干燥：第一阶段在制材场将木材气干至20％的含水率，第二阶段由使用单位用其他干燥方法干燥至所需要的含水率

56.除湿干燥：以湿空气作为干燥介质，湿空气以对流换热为主的换热方式加热木材 57.真空干燥：木材在低于大气压的条件下实施干燥的干燥方法。

58.太阳常数：太阳常数指地球在日地平均距离处与太阳光垂直的大气上界单位面积上在单位时间内所接收太阳辐射的所有波长总能量。

59.散射辐射：光波、音波、电磁波、或粒子，在通过局部性的位势时，由于受到位势的作用，必须改变其直线轨迹，这物理过程称散射。辐射指的是能量以波或是次原子粒子移动的型态传送。

60.太阳的总辐射：到达地面的散射太阳辐射和直接太阳辐射之和称为总辐射。 61.高频电磁波：一般为波长为7.5—1000m频率介于0.3-40MHz间的电磁波 62.微波：波长为1-1000mm，频率介于300-3000000MHz的电磁波

63.高频和微波干燥：通过交变电场与木材中极性分子（主要为水分子）的相互作用而直接在木材内部发生。 二、思考题

1.简述木材干燥的目的和意义：

目的：①防止木材开裂变形；②防止木材腐朽变色提高木材力学强度；③减轻木材重量 意义：①提高木材和木制品使用的稳定性，防止变形和开裂； ②提高木材的力学强度，改善木材的物理性能； ③预防木材腐朽，延长木制品的使用寿命； ④减轻木材的重量。 2.简述木材干燥的方法有哪几种

木材干燥的方法可分为大气干燥与人工干燥。人工干燥可分为：常规干燥，高温高燥和除湿干燥，太阳能干燥，高频与微波干燥，真空干燥。 3.简述木材干燥学的研究对象及发展方向 研究对象：锯材干燥。

发展方向：①常规干燥仍占主导地位

②除湿、真空、微波与高频干燥将是增长趋势 ③联合干燥技术是今后发展的重点

④木材干燥过程的检测、控制与管理将实现半自动和全自动控制 ⑤木材干燥生产的规模化和产业化

⑥节能，环保以及联合干燥技术是木材干燥技术的发展方向。 4.干燥介质有哪几种？有什么作用？ 种类：过热蒸汽，湿空气和炉气。

作用：干燥过程中干燥介质将热量传给木材，同时将木材中排出的水蒸气带走。 5.简述ld-图的作用

常采用湿空气的状态参数图确定湿空气的状态及其参数，并对湿空气的热力过程进行分析计算。最常用的状态参数坐标图是湿空气的焓湿图。

6.怎样利用ld-图计算湿空气的加热、冷却及蒸发水分过程？怎么样利用ld-图计算空气的混合状态。

答：加热过程：湿空气做干燥介质干燥木材时首先在含湿量d不变的情况下加热湿空气，在h-d图上沿等d线上下移动，该过程湿空气温度升高、焓增加、相对湿度减小。冷却过程与之相反 蒸发水分过程：将未饱和的湿空气降低到露点温度，继续冷却，将会有水蒸气凝结析出，达到除湿的目的 混合状态的计算：忽略混合过程中微小的压力变化根据质量守恒和能量守恒，列出混合前后湿空气的状态和流量比 7.木材的干湿程度怎么分级

根据水分含量程度的不同木材可分为6级

湿材：长期浸泡在水中，含水率大雨生材的木材，如水运，水贮过程中的木材。 生材：和新采伐的木材含水率基本一致的木材。 半干材：含水率介于生材与气干材之间的木材。

气干材：长期储存在大气中，与大气中相对湿度趋于平衡的木材。其含水率取决于周围环境的温度和相对湿度，一般在8%-20%，我国国标把气干材平均含水率为12%。

室干材：木材在干燥室内，以适当的温度和相对湿度条件进行干燥，含水率为7%-15%的木材，通常根据木材的使用区域、场合及用途等条件而定。 绝干材：含水率为零的木材。

8.测定含水率的方法有哪几种？各有什么优缺点？

①称重法：优点：准确可靠，简便易行，不受含水率范围限制。

缺点：测定所需时间较长，测定可挥发性物质较多的木材含水率时，由于木材在烘干过程中，挥发性物质可能同时挥发掉，计算含水率时也将其当做水分计算进去，易造成误差。

②电测法：优点：测量方便，操作迅速，且不破坏木材，可以满足一般工厂需要。 缺点：这种方法测定的含水率仅限于电极插入周围的含水率，对测定吸着水区域的含水率基本正确有效，测试含水率范围一般为6%-30%，而30%以上的含水率，电阻随含水率变化很小，仪器敏感性下降。 ③木材干湿程度的分级

9.为什么木材各个方面的干缩程度不一样

由木材构造上的各向异性决定的，从宏观构造来看，木材的横切面，年轮是以髓心为圆心做同心圆分布，木射线做辐射状分布，其他组织依轴向而排列，径向和弦向两个切面的细胞特征亦各不相同。

10.简述温度梯度和含水率梯度如何趋于一致

11.简述木材内部水分移动的路线有哪些及影响因素有哪些？ ①微毛细管路径。在毛细管张力作用下，水分呈液体状态沿着连续不断的基本纤丝间微毛细管移动。②大猫习惯陆静。在水蒸气分压力差的作用下，水分呈蒸汽状态沿着由相邻的细胞腔，纹孔腔及纹孔膜上的微孔所组成的大毛细管道向木材表面扩散。③混合路径。水分交替地呈液体状态又呈蒸汽状态。不断地沿着彼此相邻的基本纤丝间细管和细胞腔的移动或扩散。

12.影响木材水分传导的因子有哪些？

内因：①树种：纹孔大而多，且纹孔膜上的微孔数量多，纹孔开放的树种水分移动快，；一般密度小的树种水分移动快②木材的部位：心材较边材移动慢，主要是由于心材的纹孔多闭塞，且内含侵填成分③纹理方向：当温度高于50摄氏度时，顺纹移动的速度是横纹的5~8倍；径向比弦向快20%-50%④含水率⑤木材温度：温度越高，水分移动越快。一方面增加