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常見問題

影響木材干燥速度的因素有哪些?

影響木材干燥速度的因子有外因和內因兩方面。外因包括干燥介質的溫度、濕度和氣流循環速度;內因包括木材的樹種、厚度、含水率、心邊材和紋理方向等。

 

外在因素

 

1、溫度

 

溫度是影響木材干燥速度的主要因素。溫度升高,木材中水分壓力升高,液態自由水的粘度降低,有利于促進木材中水分的流動和擴散;同時干燥介質的容濕能力提高,加快木材表面水分的蒸發速度。但值得注意的是如果溫度過高,會引起木材的開裂和變形、降低力學強度、變色等,應適當控制。

 

2、濕度

 

相對濕度是影響木材干燥速度的重要因子。在溫度與氣流速度相同的情況下,相對濕度越高,介質內水蒸氣分壓越大,木材表面的水分越不易向介質中蒸發,干燥速度越慢;相對濕度低時,表面水分蒸發快,表層含水率降低,含水率梯度增大,水分擴散勢等增大,干燥速度快。但相對濕度過低,會造成開裂及蜂窩裂等干燥缺陷問題的發生甚至加重。3、氣流循環速度

 

3.氣流循環速度

氣流循環速度是另一個影響木材干燥速度的因素。高速氣流能破壞木材表面上的飽和蒸汽界層,從而改善介質與木材之間傳熱、傳質條件,加快干燥速度。對于難干材或當木材含水率較低時,木材內部水分移動決定著干燥速度;通過提高大介質流速來加快表面水分的蒸發速度沒有實際意義,反而會加大含水率梯度,增大產生干燥缺陷的危險性。所以,難干材不需要很大介質循環速度。

 

上述三個因素是可以人為控制的外因,控制得當,可在確保木材干燥質量的前提下加快干燥速度。例如,干燥針葉材或軟闊葉材薄板時,因木材內部水分移動較易,可適當提高干球溫度、降低介質濕度、提高氣流循環流速,以加快干燥速度;但干燥紅木木材或厚板時,宜采用較低的溫度、較高的濕度和較小的氣流循環速度,以免產生干燥缺陷。

 

內在因素

 

1、木材樹種及構造特征

 

不同樹種的木材具有不同的構造,它的紋孔大小與數量,以及紋孔膜上微孔的大小都有很大差異,因此水分沿上述路徑移動的難易程度有別,即木材樹種是影響干燥速度的主要內因。由于環孔硬闊葉樹材(例如酸枝木)導管和紋孔中充填物多、紋孔膜上微孔的直徑小,所以其干燥速度明顯小于散孔闊葉樹材;在同一樹種中,密度增大,大毛細管內水分流動阻力增大,細胞壁內水分擴散路徑延長,難于干燥。木材常規干燥過程可近似認為是沿材厚方向的一維傳熱傳質過程,厚度增加,傳熱傳質距離變長、阻力加大,干燥速度明顯下降。

 

3、木材含水率

 

纖維飽和點之下,隨著含水率的降低,吸著水的橫向擴散系數減小,而水蒸氣在細胞腔中的擴散系數則增大,由于干燥過程中水蒸氣在細胞腔中擴散所占比例不大,含水越低水分擴散路徑越長,所以含水率越低越難干燥。

 

4、木材心邊材

 

闊葉樹心材細胞中內含物較多,針葉樹心材中的紋孔多數是閉塞的,所以心材較邊材難干燥。


5、木材紋理方向

 

木射線有利于水分傳導,沿木材徑向的水分傳導比沿弦向約大15%~20%,所以,弦切板通常比徑切板干燥速度快。

 

雖然內因無法控制,但是只要根據木材的特性因勢利導,合理利用干燥設備和技術,同樣可以提高干燥速度,既能減少不必要的損失,又能在保持木材材性的前提下提高干燥效果。

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