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木材干燥是为了保证木材与木制品的质量和延长使用寿命,必须采取适当的措施使木材中的水分(含水率)降低到一定的程度。
影响木材干燥的因素
外在因素:
●温度
温度是影响木材干燥速度的主要因素。温度升高,木材中水分压力升高,液态自由水的粘度降低,有利于促进木材中水分的流动和扩散;铜丝干燥介质的溶湿能力提高,加快木材表面水分的蒸发速度。但值得注意的是如果温度过高,会引起木材的开裂和变形、降低力学强度、变色等,应适当控制。
●湿度
相对湿度是影响木材干燥速度的重要因子。在温度与气流速度相同的情况下,相对湿度越高,介质内水蒸气分压越大,木材表面得水分越不易向介质中蒸发,干燥速度越慢;相对湿度低时,表面水分蒸发快,表层含水率降低,含水率梯度增大,水分扩散等增大,干燥速度快。但相对湿度过低,会造成开裂及蜂窝等干燥缺陷问题的发生甚至加重。
●气流循环速度
气流循环速度是另一个影响木材干燥速度的因素。高速气流能破坏木材表面上的饱和蒸汽界层,从而改善介质与木材之间传热、传质条件,加快干燥速度。对于难干材或当木材含水率较低时,木材内部水分移动决定着干燥速度;通过提高大介质流速来加快表面水分的蒸发速度没有实际意义,反而会加大含水率梯度,增大产生干燥缺陷的危险性。所以,难干材不需要很大介质循环速度。
内在因素:
●木材树种及构造特征
不同树种的木材具有不同的构造,它的纹孔大小与数量,以及纹孔膜上微孔的大小都有很大差异,因此水分沿上述路径移动的难易程度有别,即木材树种是影响干燥速度的主要内因。由于环孔硬阔叶树材(例如酸枝木)导管和纹孔中充填物多、纹孔膜上微孔的直径小,所以其干燥速度明显小于散孔阔叶树材;在同一树种中,密度增大,大毛细管内水分流动阻力增大,细胞壁内水分扩散路径延长,难于干燥。
●木材厚度
木材常规干燥过程可近似认为是沿材厚方向的一维传热传质过程,厚度增加,传热传质距离变长、阻力加大,干燥速度明显下降。
●木材含水率
纤维饱和点之下,随着含水率的降低,吸着水的横向扩散系数减小,而水蒸气在细胞腔中的扩散系数则增大,由于干燥过程中水蒸气在细胞腔中扩散所占比例不大,含水越低水分扩散路径越长,所以含水率越低越难干燥。
●木材心边材
阔叶树心材细胞中内含物较多,针叶树心材中的纹孔多数是闭塞的,所以心材较边材难干燥。
●木材纹理方向
木射线有利于水分传导,沿木材径向的水分传导比沿弦向约大15%~20%,所以,弦切板通常比径切板的干燥速度快。
木材干燥的目的
◆防止木材产生开裂和变形
木材中的水分在向空气中排除时,尤其是当木材的水分含量在木材的纤维饱和点以下时,就会引起木材体积的收缩。如果收缩的不均匀,木材就会出现开裂或变形。若是将木材干燥到与使用环境相适应的程度或使用要求的状态,就能保持木材的体积尺寸的相对稳定,而且是经久耐用。
◆提高木材的力学强度,改善木材的物理性能和加工工艺条件
当木材的水分含量在纤维饱和点以下时,木材的物理力学强度会随其减低而增高;同时木材也易于锯割和刨削加工,减少了对木工机械的损失。
◆防止木材发生霉变、腐朽和虫蛀
木材中的水分含量在20%~150%范围时,极易产生霉菌,使木材发生霉变、腐朽和虫蛀。如果将木材的水分含量干燥到20%以下,木材内产生霉菌的条件就被破坏了,增强了木材抗霉变、腐朽和虫蛀的能力,保持了木材的原有特性。
● END ●
红木龙