解析木材干燥中的熱濕傳導
發布日期：2015-05-16
作者：中木商網
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解析木材干燥中的熱濕傳導
在木材干燥過程中，將熱量傳遞給木材，同時將木材中水份帶走的媒介物質，稱為干燥介質。
干燥開始前，首先要預熱。預熱木材的介質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濕木材的表面，并在表面上凝結成水，此時水蒸氣所含的汽化潛熱變為顯熱，傳給木材表面，并由表面傳入內部，木材溫度逐漸升高。當木材表面溫度等于介質溫度時,木材表面的水蒸氣分壓力等于循環蒸汽流的分壓力，互相傳遞的水蒸氣數量處于平衡狀態。同時,由于木材內部的溫度低于表面溫度，干燥介質中的熱將通過表面向內部傳遞。
預熱過后,開始干燥時,木材蒸發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入干燥介質中然后被排出窯外。木材表層大毛細管的自由水首先蒸發，然后蒸發微毛細管中的吸著水，由于表面水分的蒸發,是蒸發面的含水率降低，在木材的表層和內部各層之間出現內高外低的含水率梯度和內低外高的溫度梯度。在這兩種梯度的作用下，使內部各層中的水分向表面移動，直到干燥完畢，木材內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的動力，水分移動方向是從高含水率向低含水率方向移動。干燥時，木材表層水分首先蒸發，使表層含水率低于內層，形成內高外低的含水率梯度。在含水率梯度的作用下，內層水分向表層移動，含水率梯度越大，移動速度就越快。這種有含水率梯度而引起的水分移動的難易與木材的構造特征和物理學性能有關，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的另一種驅動力。木材內部水分向表面移動的同時，表面的水分以水蒸氣的形式向空中蒸發。蒸發的能力隨干燥介質的溫度、濕度、循環速度的不同而不同，木材水分的蒸發速度隨介質溫度的增加而增加。但介質的溫度不是越高越好,介質溫度的高低取決于木材的干燥特性。在干燥前，先用高溫高濕對木材進行預熱處理，提高木材的內部溫度后在進行干燥，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以一定的流速循環對流，將介質的熱量傳給木材,從而加快木材中水分子的運動，促使木材中水分的排除,氣流循環的快慢直接影響木材水分蒸發的快慢，但是氣流速度過快消耗太多，木材和干燥介質不能很好的進行熱濕交換，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。
在木材干燥過程中，將熱量傳遞給木材，同時將木材中水份帶走的媒介物質，稱為干燥介質。
干燥開始前，首先要預熱。預熱木材的介質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濕木材的表面，并在表面上凝結成水，此時水蒸氣所含的汽化潛熱變為顯熱，傳給木材表面，并由表面傳入內部，木材溫度逐漸升高。當木材表面溫度等于介質溫度時,木材表面的水蒸氣分壓力等于循環蒸汽流的分壓力，互相傳遞的水蒸氣數量處于平衡狀態。同時,由于木材內部的溫度低于表面溫度，干燥介質中的熱將通過表面向內部傳遞。
預熱過后,開始干燥時,木材蒸發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入干燥介質中然后被排出窯外。木材表層大毛細管的自由水首先蒸發，然后蒸發微毛細管中的吸著水，由于表面水分的蒸發,是蒸發面的含水率降低，在木材的表層和內部各層之間出現內高外低的含水率梯度和內低外高的溫度梯度。在這兩種梯度的作用下，使內部各層中的水分向表面移動，直到干燥完畢，木材內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的動力，水分移動方向是從高含水率向低含水率方向移動。干燥時，木材表層水分首先蒸發，使表層含水率低于內層，形成內高外低的含水率梯度。在含水率梯度的作用下，內層水分向表層移動，含水率梯度越大，移動速度就越快。這種有含水率梯度而引起的水分移動的難易與木材的構造特征和物理學性能有關，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的另一種驅動力。木材內部水分向表面移動的同時，表面的水分以水蒸氣的形式向空中蒸發。蒸發的能力隨干燥介質的溫度、濕度、循環速度的不同而不同，木材水分的蒸發速度隨介質溫度的增加而增加。但介質的溫度不是越高越好,介質溫度的高低取決于木材的干燥特性。在干燥前，先用高溫高濕對木材進行預熱處理，提高木材的內部溫度后在進行干燥，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以一定的流速循環對流，將介質的熱量傳給木材,從而加快木材中水分子的運動，促使木材中水分的排除,氣流循環的快慢直接影響木材水分蒸發的快慢，但是氣流速度過快消耗太多，木材和干燥介質不能很好的進行熱濕交換，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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