木材高频与微波干燥的原理讲义及特点
木材干燥学精华版
木材干燥学第一讲绪论1.1 木材干燥学概念：在热力作用下木材中的水分以蒸发或沸腾的汽化方法由木材中排出的过程。
2.2 目的及意义：* 提高木材和木制品稳定性，防止变形和开裂；* 提高木材的力学强度，改善木材的物理性能；* 预防木材腐朽，延长木制品的使用寿命；* 减轻木材的重量。
3 木材干燥方法：大气干燥：自然大气干燥、强制大气干燥：简单，不需要干燥设备，节约能源，占地大，时间长，不能人为控制，受气候等影响，终含水率较高,易虫蛀、腐朽，变色，开裂人工干燥：常规干燥：干燥周期短，介质条件可控，可以得到任何终了含水率，干燥技术成熟，干燥质量好；能量消耗大（40-70%），设备投资大，干燥成本较高，对环境不太友好。
高温干燥：干燥速度快，时间短，木材尺寸稳定性好，易产生干燥缺陷，木材颜色变深，表面硬化、发脆、加工略困难。
除湿干燥：节约能源，环境友好、干燥质量好，但是干燥温度低，干燥成本高，干燥时间长太阳能干燥：节约能源，干燥成本低，但是温度低，干燥时间长，受气候影响较大微波干燥：加热均匀、干燥速度快，周期短，干燥质量好，贵重树种及高档材，适合用微波干燥方法干燥，但是以电为能源，成本高，设备性能不完善远红外干燥：远红线外穿透能力低，只适合干燥薄板。
真空干燥：干燥周期短，干燥质量好，适合于透气性好的硬阔叶材厚板或易皱缩的木材。
能耗较高，容积较小,控制较为复杂；加压干燥：干燥质量好，周期短，能耗较少，成材加压干燥后颜色变暗，在节子周围会出现较大裂纹；容器的容积较小，生产量不大。
第二讲木材干燥基础1.2.3 木材含水率测量烘干法(或称重法）：电测定法：利用木材的电学性质（如电阻率、介电常数等），与木材含水率之间的关系，来测定木材含水率的方法。
特点：①测量范围有限：6％～28％。
②需要进行温度修正：温度越高，电阻越小，读数偏大。
③树种修正：树种不同，密度存在差异。
④插入深度和方向：深度为木材厚度的1/3左右，方向为横纹方向蒸馏法：适合于含树脂丰富或经过油性防腐处理的木材2.3 纤维饱和点：当木材细胞腔中自由水蒸发完毕，而细胞壁中的吸着水还处于饱和状态时的木材含水率叫纤维饱和点。
木材高频与微波干燥的原理及特点
波（高频）输出的功率大小、干燥时间和通风排 湿，微波（高频）干燥的质量比常规蒸汽干燥更 容易得到保证，从而提高木材利用率至少 5%以 上。另外，由于微波（高频）加热具有独特的非
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热效应（生物效应），微波（高频）干燥可以在 较低温度下更彻底杀灭各种虫菌，消除木制品虫 害，避免常规干燥中可能出现的木材生菌、长霉 现象。
干燥后再加工。这是由于如果先下料制成形后再 干燥，成型的木构件在干燥过程中只要略有变 形、开裂，就不能使用，而微波（高频）干燥能 基本保持木构件的原样，不变形、不开裂。因此，
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可以利用微波（高频）直接对木质半成品进行干 燥，干燥好后再对半成品进行精加工。这样不仅 可以节约能源，降低干燥成本，还可以提高提高 木材利用率 15%～20%。
源，它并不需要高温介质来传热，使得绝大部分 微波能量被湿木材吸收并转化为升温和水分蒸 发所需要的热量，形成了微波（高频）能量利用 的高效性。与常规电加热方式相比，微波（高频）
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加热一般可省电 30%～50%。
可直接用来干燥木质半成品人类自古以来 对实木进行加工利用时，无一例外都是先将木材
能在整个木材内同时进行，升温迅速，大大缩短 了常规加热中热传导的时间。除了特别厚的木材 外，一般可以做到表里一起均匀加热。
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由于在微波（高频）干燥 （Microwave/high-frequencydrying）过程中， 木材内部受热均匀，温度梯度和含水率梯度小， 其产生的干燥应燥的原理及特点
1.1 高频与微波干燥的原理 木材微波（高频）干燥是把湿木料作为一种 电介质，置于微波（高频）交变电磁场中，在频
高频木材干燥机
◎高频木材干燥机更加广泛的应用和新的发展。
流态化干燥充分改善了气固相接触条件(蒸发表面积增大)，物料的剧烈搅动，大大减少了气膜阻力，给传热介质创造了极为有利的条件。
除了国内在干燥技术中使用较早的气流干燥获得较迅速发展外，近年来流化干燥设备发展得最快。
主要表现在利用流微波木材干燥设备微波木材干燥设备发生均匀的微波场使木材自身整体生热，可消除干燥过程中的温度梯度及含水率梯度。
木材整体的温度基本相同。
其中水分由内向外同时排出使木材的膨胀收缩系数基本一致，这样木材在干燥过程中可最大限度避免变形、开裂、干枯、碳化等损失，能提高木材的成材率。
用微波干燥后的木材有以下的特点1、可保持木材的原色泽：本系列设备干燥木材不改变木材的原色泽，用其他传统加热法干燥木材，普遍存在颜色加深，有的变黄、变黑，降低木制品挡次，同一种木材因色泽原因，价格相差很大。
2、定型改性效果好：经本系列设备干燥的木材，能彻底消除木材适应力，制成的木制品不会再出现变形，开裂，可提高木制品的质量。
，能保持木材的原样，不变形，不开裂，不损坏木材。
3、干燥速度快、节约能源：本系列干燥设备是木材自身整体生热，没有热惯性，也没有热传输损耗，比传统加热法干燥节能５０％以上，干燥速度比传统加热法快１０倍以上，一般可在2-3小时左右完成。
4、杀虫灭菌效果好：本系列干燥设备在干燥木材过程中不会发生霉变，并且能彻底杀灭各种虫菌类，消除木制品虫害。
微波干燥木材特别适应于木材初含水率在２8％左右，干至含水率１０－８％的木材，能在短时间内干燥好木材，也能对木制工艺品、装饰品以及特殊规格木材进行干燥。
产品相关知识：使用电热鼓风干燥箱应注意事项一、该设备属大功率高温设备，使用时要注意安全，防止火灾、触电及烫伤等事故。
二、严禁干燥易燃易爆及酸性物品。
样品放置时不能堵塞风道及排气孔，干燥时应逐步缓慢升温。
三、干燥箱附近严禁放置易燃易爆物品(如有机溶剂、高压气瓶等)、酸性及腐蚀性物品。
微波木材干燥
◎微波木材干燥医药：医药中间体、核黄素、蛋白粉、黄莲素、VB、磺胺嘧啶。
陶瓷：高岭土、二氧化硅、黏土等。
工业废料：生物泥浆、铁锰渣、糖醛渣等。
工作原理：性能特点：1、采用闭式除湿干燥方式，无废气废热排放，无噪音污染，属高环保产品；减少了燃煤、燃材锅炉排烟污染;蒸汽锅炉属于压力容器，具有安全隐患。
2、采用热泵原理进行蒸汽冷凝热回收，无废热排放，节约运行费用(与燃木材蒸汽系统费用相当)；3、干燥温度可达75/85℃，充分满足木材干燥工艺要求，取代传统蒸汽锅炉干燥。
4、采用先进木材特种干燥控制仪，自动检测木材平均含水率，可按含水率及时间组合模式进行干燥，根据干燥不同时间段或含水率阶段设定不同干球温度及湿球温度程序曲线，干燥效果好，提高木材干燥出成率。
5、采用我公司专利技术回热循环热泵除湿方式(除湿效果大于普通热泵除湿干燥机30%以上)，在高温低湿条件下性能优越，缩短木材干燥周期。
6、根据木材种类可调整温度上升速率及湿度下降速率，可实现木材干燥过程中预热、中间处理、平衡处理及终了调湿处理过程(调湿可为水或蒸汽)。
7、干燥条件稳定、质量好:热泵干燥装置为封闭系统，干燥介质的温度、湿度自动控制，不受外界影响；干燥过程中，木材含水率可以控制，木材的各个部位都能实现均匀干燥;干燥终了时，木材的水分含量准确、稳定、均匀。
干燥木材的收缩率大大降低，木材表面质量好，不易出现表面硬化现象。
8、出材率高:经除湿干燥的木材较蒸汽干燥裂纹少，且没有出现碳化、皱缩等干燥缺陷，出材率高，可提高2％以上。
9、使用管理方便:热泵除湿干燥设备无需专职人工管理，全自动运行；燃煤蒸汽锅炉需专职司炉工，劳动强度大，管理费用高；蒸汽锅炉每年需要技术监督局年检、水质化验等。
10、设置多重安全保护功能：相序保护、缺相保护、过载保护、高压保护、低压保护保护等。
11、占地面积小；蒸汽锅炉需要特种锅炉房，占地面积大，土建造价成本高；而热泵除湿干燥机无需特种机房，占地面积小。
微波干燥原理
微波干燥原理:微波是指频率在300兆赫至300千兆赫的电磁波。
通常，物质由极性分子和非极性分子组成。
在微波电磁场的作用下，介质中的极性分子从原来的热运动状态转为跟随微波电磁场的交变而排列取向。
例如：采用的微波频率为2450兆赫，就会出现每秒24.5亿排列，分子间就会产生激烈的摩擦。
在这一过程中，微波能量瞬间转化为物质内的热量，使物质温度呈现为快速的升高。
微波干燥特点：1、加热迅速、高效节能:微波加热与传统加热方式(热传导、对流、辐射)的机理完全不同，它是使被加热物料本身发热，不需要热传导过程而且设备与空气不吸收热量，物料内外在瞬间达到加热温度，与传统的电加热、远红外加热相比节能2-3倍以上。
2、加热均匀、提高产品质量:微波能渗透到物料内部，使物料表里同时产生热能，选择性加热使物料加热均匀性好，不会产生外焦内生现象。
随着物料表面水分不断蒸发，物料表面屋温度将略低于里层温度，形成的温度梯度由内指向外，与加热过程中伴随发生的蒸汽压迁徙方向与热量迁移方向均一致。
据物料干燥理论，这种加热状态是极有利于物料干燥的。
3、热惯性小、加热的即时性、易于控制:微波输出的能量即刻就被物料吸收而加热。
但对于传统加热，它们输出能量同时被物料吸收和冷的炉体吸收。
微加热只需用电，只要控制微波功率即可实现立即加热或终止，没有预热过程。
应用人机界面和PLC可实现工艺过程的自动化控制。
4、占地少、安全环保:微波能量集中有且加热迅速，使其占地少。
科学的漏能抑制系统使微波泄漏严格控制在国标范围以内，不产生放射性危害，且整个过程无有害气体排放，不产生余热和粉尘污染。
1、微波杀菌是通过特殊热和非热效应杀菌，与常规热力杀菌比较，能在比较低的温度和较短的时间获得所需的消毒杀菌效果。
实践证明，一般杀菌温度在75-80摄氏度就能达到效果，此外，微波处理食品能保留更多的营养成分和色、香、味、形等风味，且有膨化效果。
2、节约能源：常规热力杀菌往往在环境及设备上存在热损失，而微波是直接对食品进行作用处理，因而没有额外的热能损耗。
微波干燥原理及其应用
收稿日期:2003-06-10作者简介:祝圣远(1978)),男,硕士研究生.研究方向为微波干燥的原理和应用.文章编号:1001-6988(2003)03-0042-04微波干燥原理及其应用祝圣远,王国恒(东北大学热能工程系,沈阳110004)摘要:介绍了微波干燥的原理和主要特点及其应用的现状,并且给出了微波干燥经济核算的计算方法。
关键词:微波干燥;原理;应用;经济核算中图分类号:TK173 文献标识码:BPrinciple and Application of Microwave DryingZHU Sheng_yuan,W ANG Guo_heng(Thermal Engineering Department o f Northeasten U niversity ,Shenyang 110004,China)Abstract:This paper introduces the principle,the basic characteristics and application of microwave drying,and shows a method to carry out the economy evaluation of microwave drying.Key words:micorowave drying;principle;application;economy evaluation 微波是波长在1mm~1m 之间,频率在310@102~3.0@105MHz 具有穿透性的一种电磁波。
在工业加热上只允许使用特定的频率,在我国为915MHz 和2450MHz 。
微波干燥起源于20世纪40年代,到60年代末,微波已能应用于加热、干燥、杀虫、灭菌、医疗等领域。
由于微波具有的独特优点,使其发展很快,微波技术及其应用作为一项高新技术被指定为我国/十五0计划重点研发项目。
1 微波干燥机理111 微波加热原理当介电质置于交变电磁场中时,带有不对称电荷的分子受到交变电磁场的激励,产生转动,由于物质内部原有的分子无规律热运动和相邻分子之间作用,分子的转动受到干扰和限制,产生/摩擦效应0,结果一部分能量转化为分子热运动功能,即以热的形式表现出来,从而物料被加热。
微波、红外及蒸汽去干燥木材的综合实验研究
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焦士龙等 ： 微波 、 红外及蒸 汽法 干燥 术材 的综合实验研究
第 ２卷 ４
第１ 期
讨 了根据 温 度 检 测控 制 干 燥 过 程 的 可 能性 Ｊ 。可 见 图 ｌ
中木板含 水率 与板 温度 曲线极 为重 要 。
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微波 干燥 山毛榉 。初含 水率 从 ８ ％（ 基 ， ５ 干 以下 同 ） 图 １ 微波 与短 波红外干 燥 山毛榉 与松木 板 的含 水率 及板 干 至 ８ 需 ８ ｉ， 中 Ｏ一２ ｎ为 升 速 段 ， 温 速 率 为 ％ ０ ｍｎ 其 ４ ｍｉ 升 温度 曲线
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干燥 速 率 为 Ｂ ． ， ・ ） ５ —８ ｉ 降 速 段 。 ５ ８ ８ｇ（ ｈ 。 １ ０ｍｎ为 从 ｌ ａ ｒｎ开始木板 温 度突 然上升 ， 明 自由水 已脱 完 ，再脱 出的 ｉ 表
是 结合水 ， 因此脱水极 为缓 慢 ， 木板 的终 了温度 为 １８ ４ ℃。
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焦士龙 ， 治 德 ， 宪玲 ， 俊 红 ， 褚 孟 杨 马一 太
（ 天津大学 电器 自动化与能源工程学院 ， 天津 ３０７ ） ｏ ０２
摘要： 研 究了微波能干燥山毛榉 、 短波红外干燥松木、 高温高速喷射黄杨木、 长波远红外干燥榆木及传 统的蒸汽法干燥水青 冈， 即５种不同供热方式的干燥动力学规律。建立 了非稳态干燥速率方程井分析 了主要影响因素。也讨论 了干燥质量与能耗。结果表 明以低温远红外干燥优质节能。只要提供合适 的
木材烘干原理
木材烘干原理木材烘干是指通过一定的技术手段将木材中的水分蒸发或挥发出去，以达到降低木材含水率，提高木材质量的目的。
木材在采伐后含有大量的水分，如果不进行烘干处理，会导致木材变形、开裂、腐烂等问题，影响木材的使用价值。
因此，烘干是木材加工过程中非常重要的一环。
木材烘干的原理主要包括水分迁移原理、热传递原理和空气流通原理。
首先，水分迁移原理是指木材中的水分通过渗透作用和蒸发作用，从内部向外部或者从木材的一部分向另一部分迁移。
在烘干过程中，通过控制温度、湿度和通风速度等参数，促使木材中的水分逐渐向外部迁移，从而实现木材的烘干。
其次，热传递原理是指热量在木材和烘干介质之间传递的过程。
热量的传递可以通过传导、对流和辐射等方式进行。
在木材烘干设备中，通常通过加热器产生热量，然后通过空气或其他介质将热量传递给木材，使木材温度升高，从而加快水分的蒸发速度，实现烘干的目的。
最后，空气流通原理是指在木材烘干过程中，通过控制空气的流通速度和方向，使热量和水分能够充分交换和传递。
通过合理设计烘干设备的风道和通风系统，可以实现热量和空气在木材表面和内部的均匀分布，从而提高烘干效率，保证木材烘干的质量。
总的来说，木材烘干是通过控制水分迁移、热传递和空气流通等原理，使木材中的水分得以蒸发，从而达到降低木材含水率，提高木材质量的目的。
在实际生产中，根据不同的木材种类、规格和要求，可以选择不同的烘干方法和设备，以实现最佳的烘干效果。
在木材烘干过程中，需要注意控制烘干参数，避免温度过高或过低、湿度过大或过小等情况，以免对木材造成损害。
同时，定期对烘干设备进行维护和保养，保证设备的正常运行，确保木材烘干的效果。
通过科学合理的烘干方法和设备，可以提高木材的使用价值，满足不同领域的需求，推动木材加工行业的发展和进步。