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木材干燥复习提纲

发布时间:2013-11-17 10:58:07  

1. (补)木材干燥学的定义和研究范围?

① 定义:在热能作用下以蒸发或沸腾方式排除木材水分的处理过程。

② 研究范围:主要为锯材

2. (补)木材干燥的目的?

① 预防木材腐朽变质和虫害,延长木材使用寿命;

② 防止木材变形和开裂,提高木材和木制品的稳定性;

③ 提高木材的力学强度,改善木材的物理性能;

④ 改善木材的环境学特性;

⑤ 减轻木材的质量。

3. (补)木材干燥的方法?

机械干燥 按木材水分排出的方式:木材干燥 化学干燥

热力干燥(最常用)

大气干燥

按干燥条件是否人为控制

热力干燥 人工干燥

接触干燥

按木材加热方式 电介质干燥

辐射干燥

过热空气干燥

炉气干燥

有机溶剂干燥

4. 绝对湿度和相对湿度的物理意义有何不同?两者又有何联系?

① 绝对湿度物理意义:每1m3的湿空气中所含水蒸气的质量;

② 相对湿度的物理意义:湿空气中实际水蒸气的含量与同温度下可能含有的最大水蒸

气量之比;

③ 二者不同之处:绝对湿度只能说明湿空气中实际所含水蒸气的多少,而不能说明干

湿程度;而相对湿度可以反映是空气中所含水蒸气量接近饱和的程度。

④ 二者联系:??相对湿度???sz?绝对湿度?P?100%?sz?100%?bh湿容量Pbh

5. 湿容量和湿含量有何区别?

★湿空气=干空气+水蒸气

① 湿容量:一定温度下,每1m3湿空气最大限度含有干饱和蒸汽的质量(或说饱和空

气的绝对湿度为湿容量);反映湿空气吸收水蒸气的能力。

② 湿含量d:含有1㎏干空气的湿空气中所含水蒸气的质量(g/kg干空气);

6. ?确定湿空气的相对湿度有哪两种方法?哪种更精确且使用范围更广?为什么? ①方法:平衡含水率法和干湿球温度计法,干湿球温度计法受空气流动速度的影响

7.

8. 湿球温度和露点温度的物理意义有何区别?

湿球温度的形成是水分蒸发的过程定义是指某一状态的空气,同湿球温度计的湿润温包接触,发生绝热热湿交换,使其达到饱和状态时的温度 。

露点温度随着湿空气温度的逐步降低。湿空气的绝对湿度保持不变而相对湿度逐渐增加当相对湿度增加到100%时改点对应的温度即为露点温度。与压力有关取决于湿空气的湿含量d,与湿空气原有温度无关。

9. 新鲜空气吸入窑内与窑内循环空气混合后,流过加热器,再流过材堆(蒸发木材中的水分),这一系列过程在Id图上如何表示?

阿宅笔记P6

10. 饱和蒸汽和过热蒸汽哪种用作干燥介质?哪种用作载热体?为什么?P8

过热蒸汽;饱和蒸汽;因为饱和蒸汽若向外界提供热量责立刻凝结成水不能对外吸收水蒸气因此不能作为干燥介质。饱和蒸汽在冷凝时能够放出大量汽化潜热,无毒可做载热体。过热蒸汽有吸湿能力可容纳更多水蒸气分子不至凝结,故作干燥介质。

11. 木材干燥窑内的常压过热蒸汽通常是从哪里来的?P10

于干燥初期先向室内喷入饱和蒸汽,继而吸收被干木材排出的水汽经反复加热而形成的

12. ?木废料的热值及实际燃烧空气量如何确定?使木废料高效燃烧可采取哪些措施?

13. 吸着水的最大含水率是多少/

纤维饱和点

14. 用称重法和直流电阻式含水率仪测定木材含水率各有何优缺点?

称重法:准确可靠、简便易行,不受含水率范围的限制;测定时间较长。 电测法:测量方便、操作迅速,且不破坏木材;测量精度较低,只适合测量含水率较低的木材

15. 何谓木材的纤维饱和点?它有何实用价值?

木材中不包含自由水,且吸着水达到最大状态时的含水状态,叫木材的纤维饱和点。木材的纤 维饱和点是木材各类性质的转折点,它具有非常重要理论意义和实用价值。 尺寸:当含水率降低到纤维饱和点以下时,随着水分进出木材,木材会发生干缩湿胀。在纤维 饱和点以上时,水份的蒸发和吸收不会导致木材外形尺寸的变化,。 强度:木材的力学强度,在纤维饱和点以上时,含水率的增减只是胞腔中的自由水的变更,强 度近于一常数。含水率低于纤维饱和点时,当含水率减小,因细胞壁吸着水的蒸发,强度就增 加。 导电性:在纤维饱和点以上时,含水率的增减对木材导电性影响相对不大。从纤维饱和点到最 大含水率电导率仅增加几十倍。在纤维饱和点以下时,绝干材的导电率为最小,随吸着水的增 加而增加,至纤维饱和点时要增加几百万倍。

16. 何谓平衡含水率及吸湿滞后?它们在木材工业中有何实用价值?P26

平衡含水率木材吸湿或解吸过程达到与周围空气相平衡的木材含水率。价值:1木材在制成木制品之前必须干燥到一定终含水率并与当地平衡含水率适应。从而可使木材尺寸形状基本 吸湿滞后:在相同空气状态下,木材吸湿平衡含水率低于解吸平衡含水率的现象

实用价值:在相对湿度范围为 60%~90%时,多种锯材的吸湿滞后平 均值约为 2.5%。细薄木料及气干材的吸湿滞后很小,生产上可忽略。高温窑干材的吸湿滞 后较大,可高达 5%

17. 在南京生产的一批木制品,其木材窑干到10%的终含水率,运到北京和广州使用后,其含水率会有什么变化?参考T16

18. 宽度200㎜的马尾松湿材弦切板,干燥到12%的终含水率,其终了宽度为多少? Y=(L-L0)/L=K(30-W) (径向K=0.335% 弦向0.184%)

19. 某木材加工厂要干燥一批水曲柳地板,终含水率为10%,净厚度为16㎜,如果加工余量为3㎜,求地板材的毛料厚度为多少?P30

20. 在原木横断面上,不同位置锯出的锯材,干燥后会有什么样的变形?

21. 木材在干燥过程中会受到哪几种应变的作用?

22. 什么是木材的介电常数?它与木材的哪些性质有关?

23. 木材的导温系数受哪些因素的影响?导温系数大的木材的传热是快还是慢?

24. 多层复合窑壁的散热损失如何计算?

25. 板、方材在饱和介质中对流加热时,木材中心温度如何计算?若要将木材中心加热到指定温度,其加热时间如何计算?

26. 大平板在不饱和介质中的加热如何计算?

27. 木材的液体和气体渗透性如何计算?木材的渗透性与木材的解剖构造有何关系?

28. 木材的渗透性如何测量?

29. 木材的渗透性变异如何?为什么?

30. 木材中水分移动的途径和动力?

31. 木材中的毛细管张力是如何产生的?怎样计算?与木材的解剖构造有何关系?

32. 木材中的自由水如何如何向表面移动?试描述理论干燥曲线及实际干燥曲线。

33. 影响木材干燥速度的因子有哪些?哪些是可以人为控制的?干燥针叶材薄板时及干燥硬阔叶材厚板时,如何控制干燥因子?

34. 木材干燥时产生应力变形的原因是什么?

35. 按传统观点应力变形有几种?哪种对干燥质量危害更大?为什么?

36. 试描述由于木材内外层干缩不均匀引起的应力变形产生发展的过程。

37. 木材干燥时表裂和内裂各在什么阶段可能产生?为什么?(

表裂 多发生在木材干燥的初期在弦切板沿木射线方向发生的纵向裂纹。因为干燥前期木材表面拉伸拉力过大,介质温度过高湿度过低造成

内裂 干燥后期 木材表面硬化严重内部所受拉应力大于木材的横纹抗拉强度时引起

38. 木材干燥中期木材中是否有应力?为什么?木材干燥后期的应力与初期的有何不同?为什么?

39. 从被干木料中截取的应力试片,刚劈开时梳齿向外弯,含水率均匀后,多数情况向内弯,但也有时平直,为什么?

1:梳齿向外弯曲。这时在木材的外层存在拉伸应力,木材内层受外层的作用,存在压缩应力。

2 :梳齿向内弯曲。这时外层受到的是压缩应力,内层受到的是拉伸应力。

3 :梳齿保持不变。说明木材内部不存在应力

40. 干燥结束后,从被干木料中截取应力试片,刚劈开时梳齿平直,能够说明木材中无应力?为什么?

不能。仍可能残余应力在这个阶段,含水率已沿着木材的横断面变得相当均匀,由内向外的含水率梯度较小。 倘使在上阶段中没有进行中间处理,此时外层木材由于塑化变形的固定,早已停止收缩;内层木材随着吸着水的排除而收缩,但受到外层的牵制而不能完全收缩。木材外部受内部的干缩趋势的影响,而产生压应力;内部受外部已塑化固定的木材牵制

影响而产生拉应力。内层和外层应力的性质和干燥前期相反。此时若把试验式锯成梳齿状,内层的一些齿在脱离了外层的束缚后,得以自由的干缩,它们的尺寸比外层的短一些。若把试验片锯成两片,刚锯开时,两片向内弯曲,当它们的含水率继续进一步降低并分布均匀后,向内弯曲的程度加强。

41. 为什么弦切板的外表面及带髓的方材四个表面易出现开裂?

42. 根据流变学理论如何用切片法测定木材的各种应变?哪种应变对干燥质量影响最大?

43. 顶部风机干燥窑、端部风机干燥窑和侧向风机干燥窑等三种类型的干燥窑中,哪种类型的干燥窑空气动力循环特性最好?

44. 如何正确选用木材干燥方法?

45. 在材堆尺寸和循环风量相同的情况下,侧向通风干燥窑内干燥介质的循环速度与项部风机干燥窑、端部风机干燥窑的窑内介质的循环速度有何区别?区别多大?

46. 端部风机型干燥窑的气流循环是怎样的?

47. 如何确定进气道和排气道?

48. 现在木材加工企业主要采用什么样的干燥窑?

49. 从干燥窑的分类,干燥窑分为几种类型?

50. 木材干燥窑有哪些设备?

51. 轴流风机有哪些参数?

52. 如何提高风机的通风量,而风机的功率增加不多?

当干燥室内气流阻力不大时,可用加大风机叶轮直径并适当降低主轴转数的方法(即大风机低转数)来提高风量

53. 电动阀、电磁阀工作原理有何区别?分别用于什么管路系统上?P115

电动阀靠微型电动机的工作控制阀门。电动阀主要应用于加热器和喷蒸管的控制

54. 喷蒸和喷水对干燥窑内的循环气流介质有何影响?

喷蒸管用以喷射蒸汽,提高干燥室内介质的湿度

喷水管用以喷射冷水或热水,以提高室内介质的湿度

55. 用什么样的喷蒸系统对窑内的循环气流介质影响不大?

蒸汽水槽

56. 测量窑内的温度的温度计有几种?其主要特点?

57. 测量窑内的湿度的方法除了干湿球温度计,还有什么方法?

58. 平衡含水率试验片测湿仪有何作战优缺点?

59. 木材在干燥前应做哪些准备工作?

①干燥设备的检查;②制定或选择干燥基准;③确定终含水率和干燥质量指标;④锯制检验板和实验板并测试其含水率;⑤材堆或材车进干燥室等。

60. 木材干燥中隔条的作用是什么?如何选择和使用隔条?

1) 作用:材堆在宽度方向上稳定;材堆各层木材互相夹持,防止或减轻木材的翘

曲和变形;在上下木材间造成水平式气流循环通道。

2) 选择和使用:

① 隔条应坚固耐用,选用无腐朽等缺陷的硬木制作,以保证使用强度;

61. 木材堆积时应注意哪些事项?

① 同一干燥室材堆中,木材树种、厚度要相同,或树种不同材质相近,;

② 材堆中,各层隔条在高度上应自上而下保持在一条垂直线上,并着落在材堆底部的

支撑横梁上;

③ 支持材堆的横梁高度应一致,因而应在一个水平面上; ④ 木材越薄,要求的干燥质量越高,或要求的终含水率越低,配置的隔条数目应越多; ⑤ 材堆端部的两行隔条,应与板端齐平,以免发生断裂;

⑥ 为防止材堆上部几层发生翘曲,材堆装好后,应在顶部加压重物或压紧装置,重物

应放在有隔条的位置上;

⑦ 将终含水率检验板放在合适位置;

⑧ 干燥毛料时,若板材厚度小于40㎜,宽度小于50㎜时,可作为隔条; ⑨ 自然循环干燥室,材堆内一系列垂直气道应自上而下保持在一条线上,必要时可留

水平气道。

62. 木材干燥基准有哪些?各适用于什么样的树种和场合?

63. 表裂和内裂产生于什么阶段?产生的原因是什么?如何避免?

① 表裂:产生于木材干燥的初期;因为木材表面水分蒸发速度远远大于木材

内部的水分移动速度,介质温度太高,湿度低;只要及时调整干燥基准,降低干球温度,提高湿度,必要时可做表面喷蒸处理; ② 内裂(开裂缺陷中较为严重的):发生在干燥的后期阶段;因木材表面硬

化严重,木材内部所受拉应力大于木材的横纹抗拉强度;(适合较厚的木

材,尤其是密度较大的硬阔叶材,木射线较粗,内含物较多的锯材);方

法是多进行中期调湿处理,降低后期温度,或干燥前将木材进行改性处理。

64. 木材干燥为什么要进行预热处理?

面应力。

65. 木材干燥为什么要进行中期处理?如何确定中期处理的效果?

1) 中期处理目的:消除表裂和内裂

2) 确定效果的方法:从应力试验片的齿形变化来判断

66. 木材的终了处理的目的是什么?高湿处理与平衡处理的区别是什么?

1) ;

67. 皱缩的表现形式是什么?产生的原因有哪些方面?

1) 表现形式:宏观表现是板材表面呈不规则的局部向内凹陷并使横断面呈不规则图

形,微观上长表现为多边形或圆形的细胞向内溃陷。分为条沟型皱缩、内裂型皱缩、均匀型皱缩。

2) 产生原因:通常在干燥初期,由于干燥温度高,自由水移动速度快而产生的一种木

材干燥缺陷(其他木材干燥缺陷都是在纤维饱和点以下产生的,而皱缩是在含水率很高时就有可能产生,且随含水率下降加剧);

3) 改进方法:通过干燥工艺产生的外界条件来调控实施

68. 干燥过程中如何消除内应力?其原理是什么?

前期处理:预热处理,使内外含水率梯度与温度梯度一致,增加木材的可塑性,防止开裂和变形。中期处理:喷蒸处理,在纤维饱和点时,使表面吸湿,降低含水率梯度,使已出现的木材内应力缓和。后期处理:消除横断面含水率分布不均匀,消除残余应力。

69. 大气干燥有哪些特点?

1) 优点:不需蒸汽和电;不需干燥室和设备;干燥工艺简单,容易实施;干燥成

本低;

2) 缺点:受自然条件限制,不可人为控制干燥过程;干燥时间长,质量偏低;终

含水率受地区限制;占地面积大;木材易发生虫蛀、变色和腐朽等,使木材降

等;易发生火灾。

70. 其材堆的堆积有哪些形式?注意哪些事项?

1)方法:

1) X形堆积法:适用长而薄的板材,用此法木材表面干燥速度快,可防止木材变

色,但也易产生不均匀干缩、表裂、端裂、和翘曲等;

2) 垫条堆积法

3) 无垫条纵横交叉堆积法

4) 宽材堆的自然堆积法

5) 抽匣式堆积法

6) 井字形堆积法:适用于短而小的毛料;

7) 组堆堆积法

8) 荫棚堆积法

2) 注意事项

1) 板院地势平坦干燥,院外最好留有防火通道;

2)近的木材堆放在一起;

3)

4) 材堆应按主风向配置,即薄而易干的材堆放在迎风一边,中等厚度材堆放在背

风一边,厚而难干的材堆放中间;

5)

6)

7) 低等级的板材可采用平头堆积法,等级较高的针叶材以及阔叶材采用埋头法,

或端面遮盖法,也可在厚板或方材端面涂沥青、石灰等涂料。

71. 强制气干与普通气干有何不同?

强制气干可在露天下也可在稍有遮盖的棚内进行,材堆内气流循环是强制形成的,气流速度快而有规律;

普通气干的气流是自然形成的,运动速度慢而且运动规律不强。

72. 除湿干燥有哪些特点?为什么节能?干燥木材的函数里在什么节能最明显?

1) ★特点:

1) 节能;

2) 干燥温度较低(除湿干燥通常是种低温干燥),故对干燥室的设计和使用材料

的要求不高,只要合理的气密、防水和保温就行;

3) 干燥过程中要求的峰值能量较低;

4) 使用电能,对周围环境污染少;

但:

5) 基建设备投资比常规干燥大;

6) 干燥成本有些情况(针叶材薄板)大于常规干燥;

7) 无调湿装置,干燥的木料常出现表面硬化的现象;

8) 压缩机和控制阀需精心保养,易损坏;

9) 适用于高温除湿的制冷剂尚未推广。

2) 节能原因:

废气热量回收利用;

3) 节能最明显处:

木材含水率降至20%以前节能最明显,降到20%以下时,由于干燥温度低,木材中的水分(结合水,排出需耗能大)蒸发比较困难,蒸发单位质量水分耗能增加。

73. 除湿干燥窑有哪几部分?除湿机有哪些主要设备?有什么作用?

1) 组成部分:木材干燥室和除湿机。

2) 、冷凝器(热源)、热膨胀阀、

辅助加热器、风机、连接管道及一定量的制冷剂组成。

3) 各自作用:

1) 制冷压缩机(国产目前大多为密封闭式压缩机):除湿机的心脏。作用是压缩

制冷剂气体,驱动制冷剂在系统内循环,并提供热能在转换过程中所需的补充

能量;

2) 蒸发器(冷源):作用是使循环管道中的制冷剂与管外的湿热空气(干燥室废

气)发生热交换,制冷剂吸收热空气热量,蒸发成气态,吸热是冷端;

3) 冷凝器(热源):作用是使循环管道中的制冷剂把吸收到的热量传给管外的空

气,吸收热量后温度升高的空气再返回材堆,放热,是热端;

4) 热膨胀阀(减压阀):起减压作用,使其压力降低,从而与蒸发器内的压力相

同;

5) 辅助加热器:提供预热及升温阶段所需的热能。

74. ★除湿干燥机适合干燥什么样的木材?

小批量干燥硬阔叶材或用于阔叶材的预干。

75. 真空干燥有哪些特点?为什么干燥速度快?

1) 真空干燥:把物料置于低于大气压力的环境中加热干燥的方法成为真空干燥;

2) ★特点:

③ 干燥速度快;

④ 干燥质量好;

⑤ 干燥机使用灵活性好;

⑥ 设备较复杂,投资较大;

⑦ 不带能量回收装置的间歇真空干燥机的能耗大于常规干燥;

⑧ 连续真空干燥时,木材装卸较麻烦,费用较大,木材的终含水率不够均匀。

3) 干燥速度快的原因:

1) 真空条件下,水的沸点降低,木材表面的水分蒸发速度加快;

2) 木材内外存在较大的压力差,是木材内部水分的迁移速率加快。

76. 真空干燥有哪些设备?

主要有干燥罐体(干燥筒)、真空泵、加热系统、冷凝系统及控制系统组成。

77. 真空干燥中,间歇式真空干燥机与连续式真空干燥机有何不同?

1) 设备结构和投资:连续真空干燥机有多层加热板,结构较复杂,设备投资比间

歇式高;

2) 设备操作:连续式真空干燥机装卸木料比间歇式麻烦、费时;

3) 干燥均匀性:连续真空干燥时,木料表层含水率低于心层,材堆顶部两三层的终含水率比其他部位高,因此,连续真空干燥的木料终含水率均匀性不如间歇式的好;

4) 能量消耗:连续式真空干燥消耗能量少;间歇式能耗大。

78. ★真空干燥机适合干燥什么样的木材?

1) 渗透性好的木材;

2) 短材、厚材;

3) 对颜色、强度等要求严格的木材;

4) 硬阔叶厚板干燥到较低的终含水率(6%~8%);接触加热连续干燥适宜干燥阔

叶树材毛料。

79. ★太阳能作为一种能源有什么特点?

太阳能是种可以直接转化和利用的洁净可再生能源,取之不尽,用之不竭。但是太阳能是一种低密度、间歇性能源,且受到自然条件的制约,很难全年有效的干燥木材。

80. 太阳能集热器由哪几部分组成?

1) 分类:

1) 按是否聚光分:平板型集热器和聚焦型集热器 2) 按传热工质类型分:液体集热器和空气集热器 2) 平板型集热器组成部分:

吸热板、透明盖板、隔热板和外壳等部分组成。

82. 太阳能干燥工艺常采用被动基准,是如何进行操作的? 83. ★太阳能干燥可用于哪些方面?

适合湿材预干或气干保存、联合干燥的前期干燥。 84. 微波干燥和高频干燥的原理是什么?各有什么优缺点?

微波干燥和高频干燥可分为电磁感应加热和电介质加热两种,前者用于导电、导磁的物质加热;后者电介质材料的加热(常用)。

1) 介电加热(包括高频加热和微波加热):

1) 原理:

电磁波波动带动木材中水分的运动,对木材进行加热。 2) ★优缺点:

优点:能够实现快速加热,周期短;加热较均匀;选择性加热;能量利用率高;易于控制;

缺点:设备投资大,运行成本高;由于木材材质及含水率不均匀,有时将导致木材内部局部温度过高;若木料中含导磁性物质,则由于电磁感应加热使其温度急剧升高,有可能将周围木料烤焦,甚至燃烧;因差异干缩引起的变形比常规干燥难以控制。

85. 微波干燥和高频干燥过程中,加热是从木材的中心还是从木材的内部开始加热? 都是电介质吸收高频能量自身发热,木料沿整个厚度同时加热,且热透所需时间与木料厚度无关。

86. 微波干燥和高频干燥哪种适合于干燥厚板材?哪种适合于干燥薄板材? 高频适合干燥后板材,微波适合干燥薄板材。

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