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解析木材干燥中的熱濕傳導(dǎo)

發(fā)布日期：2015-05-16 作者：中木商網(wǎng) 閱讀：361

解析木材干燥中的熱濕傳導(dǎo)

在木材干燥過程中，將熱量傳遞給木材，同時(shí)將木材中水份帶走的媒介物質(zhì)，稱為干燥介質(zhì)。

干燥開始前，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)轱@熱，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)量處于平衡狀態(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)中的熱將通過表面向內(nèi)部傳遞。

預(yù)熱過后,開始干燥時(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

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

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提高干燥速度。

干燥過程中材堆間的介質(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，所以干燥過程中的氣流速度一般選擇為1-3米/秒。

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