【课程大纲】木材干燥学试验
木材干燥学_教学课件_7
使用疏水器时还应注意以下几点：
✓ 要定期检查严密性； ✓ 要及时清除阀片或阀座上面的水锈及过滤网中的污物； ✓ 长期使用后，其阀片和阀座会有磨损，造成漏汽，可用 金刚砂进行研磨；
✓ 疏水器中断使用后，在再次使用前应进行分解、清洗。
壳体防腐蚀措施
壳体的防腐蚀，主要是防上水蒸汽和腐蚀性气体的渗透。 对金属壳体或铝内壁壳体，关键是处理好拼缝和螺、铆钉孔的密封，可 现场焊接做成全封闭，并用性能好的耐高温硅橡胶涂封铆钉孔和拼缝。
对砖混结构窑体，砖墙内表面须用1：2的防水水泥砂浆粉刷，粉刷层 不能掺入石灰膏或纸巾，对顶板或钢筋混凝土内壳，应采用防水混凝土， 保护层＞30mm。
轴流通风机的类型较多，通常使用的有Y系列低压轴流通风机和B系 列轴流风机 等风机叶片 数目为 6-12 片，叶片安 装角一般为 20°～ 23°(Y系列)，或30°～35°(B系列)。 Y系列轴流风机可用于长轴型，短轴型或侧向通风型干燥室。
B系列轴流风机由于所产生的风压比较大(大于1KPa)，一般可用于喷 气型干燥室。
7.2 干燥窑大门
干燥室的大门要求有较好的保温和气密性能，还应能耐腐蚀、不透 水及开关操作灵活、轻便、安全、可靠。大门的型式归纳起来有5种 类型，即单扇或双扇铰链门、多扇折叠门、多扇吊拉门、单扇吊挂门
和单扇升降门。
7.3 供热设备
散热器的种类
散热器可分为:铸铁肋形管、平滑钢管和螺旋翅片,目前新 建干燥室,几乎全部采用双金属挤压型复合铝翅片散热器。
✓ 天棚（窑顶）
必须采用现浇钢筋混凝土板，不能用预制的空心楼板。窑顶应做保温、 防水屋面。 其结构一般为三层：现浇的钢筋混凝土结构层（120mm）；中间为膨 胀珍珠岩块保温层（120mm）；钢筋混凝土防水层（40mm，防水剂）
木材干燥学 第二章 与木材干燥有关的木材性质解读
（3）木材含水率的测定
木材含水率的测定方法很多，但在木材工 业中较常用的方法是称重法和电测法。
① 称重法 (烘干法) 先称出湿材质量和全干材质量，再用上述 公式计算木材含水率。 求全干材质量方法是从湿木材上截取一小 试片，去毛刺后立即称重并作记录，然后放入干燥箱，在103士 2℃的温度下干燥。在试片干燥过程中，每隔一定时间称重并作记 录。到最后连续两次称出的质量相等或相差极小时，表明试片中 的水分已全部排出，此时的试片质量就是全干重。 优点：数值较可靠； 缺点：要从整块木材上截取试片，试片烘干要较长时间。另 外，如木材中含有较多的松节油或其他挥发性物质，这些挥发物 的质量都算到水分当中，会引起一定的误差。 这种方法基本上能正确测定木材含水率，但对较大测定对象， 只能采用小的试验片来代替，或破坏测定对象。生产现场几乎不 被采用。
2.2 木材与水分
2.2.1 木材中的水分由来
2.2.2 木材的含水率及测定
（1）木材的含水率
木材中的水分含量多少通常用含水率或含 水量 （Moisture content，简称MC）来表示， 即用木材中水分的质量与木材质量之比的百分 数的方式表示。根据计算基准的不同分为绝对 含水率和相对含水率两种。 木材干燥生产中一般采用绝对含水率 （MC），即木材中水分的质量占木材绝干质 量的百分率。
2.2.5 木材的平衡含水率
（1）木材的平衡含水率
薄小木料在一定空气状态下最后达到的吸湿稳定含 水率或解吸稳定含水率叫做平衡含水率（Equilibrium moisture content，简称EMC）。 木材平衡含水率随着周围空气的温度和相对湿度 的改变而变化。 一定的空气压力下，温度升高，水分子的势能增 加，容易脱离木材分子的束缚而蒸发，平衡含水率降 低，但变化不大；一定的温度条件下，平衡含水率随 空气相对湿度升高显著增大。当相对湿度升高到100% 时，平衡含水率达到最大值，此时的平衡含水率也叫 纤维饱和点。在实际生产中，可以根据空气的温、湿 度（p14的表2-4）来查出木材的平衡含水率。
木材干燥学 第五章 木材干燥时的传热、传湿
例如，木材在气体或液体介质中的加热（或冷 却）就是在对流换热边界条件下的不稳定导热 现象。
• 木材加热过程中，木材内任意一点的温 度变化是用傅立叶偏微分方程来确定：
t
a( 2t x 2
2t y 2
2t ) z 2
a
c
二、质转移的基本公式
• 1.扩散(diffusion)：在两种或两种以上的成分所组成的气体或 相融的液体内，由于分子运动引起的成分的连续移动，成为 扩散。 o 扩散也是质转移方式之一。 o 干燥时，水分在木材中的扩散包括： 水蒸气穿过细胞腔中空气的扩散；吸着水在细胞壁中的扩散。
t1
α1
q
t x
• 室壁内外表面与干燥介质之间
的传热为对流换热，用牛顿公式
1
t3 λ
2
t2
计算：
q 1 (t1 t3 )
b t4 α2
q t3 t4
b q 2 (t 4 t 2 ) Nhomakorabeaq
t1 t2 1 b 1
K (t1 t 2 )
1 2
v（2）不稳定的热交换：温度场随时间和 空间而变化。
v 不等温水分转移的公式可写成：
i =－a’ρ0 （
W+ x
t）
x
详见P173－178
• 4.木材中不同状态水分移动的动力 当W木＜ WFSP时， Ø 汽态水移动的动力为水蒸汽分压差
吸附点之间吸附水的移动以及水分在大毛细管 系统中的移动。 Ø 液态水移动的动力是毛细管压力差
微毛细管间以及从大毛细管到微毛细管的水分 移动。 v注： 当W木 ＞ WFSP时，即自由水存在的状态下， ∵木材内的蒸汽分压等于饱和压力，毛细管压 力不变，∴不存在水蒸汽分压差和毛细管压力 差， ∴在没有外力作用或不与其他物体接触， 木材内水分不能移动。
木材干燥学 第一章 绪论
（8）高温干燥 木材人工干燥通常使用的温度区域在40～90℃范 围内，而从干燥初期开始室温在90℃（理论定义为100℃）以上， 干燥后期温度上升到150℃以上的干燥方法统称为高温干燥法。木 材高温干燥包括常压、高压过热蒸汽干燥和以湿空气为介质的高温 干燥。前者干燥过程中介质的湿球温度保持为沸点约为100℃不变， 且不含有空气；后者介质的湿球温度低于100℃，是空气和水蒸气 的混合体。 通常的高温干燥方法，其干燥工艺和一般的干燥条件相比，由 于高温，特别是低湿条件容易造成干燥材的开裂、翘曲等缺陷的发 生，但干燥时间仅为一般常规蒸汽干燥的1/2.5～1/4。就目前的生 产实践来看，高温干燥对于针叶树材或杨木等板材的应急干燥较为 适用，但干燥材的颜色多少有些变深。因此高温干燥在欧美等国使 用较多，而对于轻微开裂或变色等都较为挑剔的日本则应用较少。
（2）室干 指在干燥室内人工控制干燥介质的参数对木材进
行干燥的方法。按照干燥介质温度的高低可分为低温室干、常 规室干及高温室干。应根据被干木材的树种、厚度、用途等条 件，正确选用适当的室干方法。室干的优点是干燥质量好，干 燥周期较短，干燥条件可灵活调节，便于实现装卸、搬运机械 化，干燥介质参数调节自动化，木材可干燥到任何终含水率。 缺点是设备和工艺较气干复杂，投资较大，干燥成本较高。 （3）除湿 (热泵)干燥 与室干的区别是将湿热空气部分流过 除湿机，先经冷却使部分水蒸气冷凝成水排出，同时回收水蒸 气的汽化潜热;湿空气变干，再经加热后流入材堆，干燥木材。 除湿干燥的优点是能量消耗显著低于常规窑干，特别是在干燥 过程的前期; 基本没有环境污染，干燥质量较好。缺点是干燥温 度较低，干燥周期长; 由于采用电能，干燥成本较高; 一般无蒸 汽发生器，难以讲行调湿处理。
干燥设备常规动力设备风机电机热力设备加热器检测控制设备温度湿度含水率等运输设备轨道车叉车等调湿设备喷蒸汽水管进排气道干燥过程预热初期热湿处理干燥中间热湿处理干燥平衡终了热湿处理121木材干燥的目的1预防木材腐朽变质和虫害
木材常规干燥工艺
支持材堆的几根横梁，高度应一致，因而应在一个水平面上。
III. 正确使用加压重物或压紧装置
重物应放在有隔条的位置上，不要放在两个隔条的中间。如无 压 顶，最上面2-3层应为质量较差的木材，或要求干燥质量不高的木材。
实用文档
木材堆积时注意事项
IV.正确使用隔条
隔条的配置数量
木材越薄，要求的干燥质量越高，配置的隔条数目应该越多，沿材堆长度横置的隔条， 一般采取表4-1所配置的数量。
实用文档
应力检验板
应力检验板在使用过程中，理论上应该放在水分蒸发最快的地 方。在干燥过程中应力检验板允许锯割，在检查应力时，取出 应力检验板，先锯去端头，锯去的端头长度试验板长度而变化， 一般为10～20cm，然后锯取内应力试验片；通常应力试验片锯 制成应力切片和叉齿（Prong），根据切片和叉齿的变形来判断 木材干燥应力的性质、大小和有无。
实用文档
防霉、防蓝变的预浸泡
适用于易生霉、蓝变 以及边材变色的木材
1. 我国多用五氯酚钠溶液蘸渍处理 2. 国外也有用二甲基二癸基氯化铵（DDAC）和DDAC与惰性胶乳配合制 3. 成的Timbercote，可渗透到木材中，有效抗蓝变，对木材表面和内部均
能起 4. 到保护作用，对腐朽菌、霉菌、蓝变菌、均具有很好的效果，适用于松
实用文档
预汽蒸处理
定义：就是在实施干燥工艺过程前将木材置于密闭的容器中用饱和 蒸汽进行处理；或在干燥过程的预热阶段用饱和蒸汽对木材进行处理。
作用：改善木材的某些品质，提高其使用价值；
在一定程度上提高了木材的干燥速度；
欢迎；
可以使三角枫、山毛榉等材色发红，受到广大用户的
可以起到杀虫、除菌、防霉、消毒等作用。 广泛应用于松木的脱脂
木材常规干燥工艺
✓干燥前的准备 ✓干燥基准 ✓干燥过程的实施 ✓木材干燥质量的检验 ✓干燥后木材的保管 ✓木材干燥的缺陷及预防
CHENLI
1
4.1干燥前的准备
➢ 干燥室壳体和设备的检查 ➢ 木材的堆积 ➢ 干燥前的预处理 ➢ 检验板的使用
CHENLI
2
干燥室壳体和设备的检查
① 干燥室壳体 ：室顶、地面、墙壁、大门 ② 通风设备 ：通风机、机架、导流板 ③ 供热和调湿设备 ：加热器、疏水器、蒸汽管路、
VI. 毛料的干燥
若木材的厚度小于40mm，宽度小于50mm时，毛料可作为隔 条，若毛料尺寸超过上述数据，应放置隔条，否则会影响板材的干燥 质量。
CHENLI
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干燥前的预处理
➢ 预干处理 ➢ 预刨处理 ➢ 预浸泡处理 ➢ 预汽蒸处理 ➢ 预分选处理
CHENLI
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预干处理
气干预干 气干预干投资和运转费很低，但需较大场地，且
CHENLI
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隔条的作用及其使用
➢ 隔条的作用：
① 在上下木材之间造成水平方向气流循环通道。 ② 使材堆中的各层木材互相夹持，防止或减轻木材的翘曲和变形。 ③ 使材堆在宽度方向上稳定。
➢ 隔条的材质及断面尺寸：
物理力学性能好，材质均匀，纹理通直，能经久使用；一般使用变形小、硬 度高的干木材 ；一般取（25mm×30mm）～(25mm×40mm)，应四面刨 光，厚度公差为±1mm。
把短料放在中部，长料放在两侧。
隔条间距
仅木材厚度而言，25mm厚的木材，隔条间距不应超过0.5～0.7m；50mm厚的
板材隔条间距可按0.7～0.9m布置，60mm以上的厚木材，隔条间距可取1.2m。
CHENLI
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。
【课程大纲】《材料性能测试实验》
《材料性能测试实验》课程大纲一、课程概述课程名称（中文）：材料性能测试实验（英文）：Experiment of Testing Material Properties课程编号：14351075课程学分：1.0课程总学时：30课程性质：专业选修课前修课程：《生物质资源材料学》、《复合材料学》、《生物质材料机械加工》、《生物质材料化学利用》二、课程内容简介（300字以内）材料性能测试是材料科学与工程专业的一门专业选修课程，其实验的主要内容包括单板类材料产品性能测试、碎料类材料产品性能测试、功能性材料产品性能测试、饰面材料产品表面性能测试、人造板的检测、实木地板、实木复合地板、浸渍纸层压木质地板和竹地板性能检测，以及木质材料中甲醛释放量的测定。
三、实验目标与要求通过实验教学，验证、巩固和补充课堂中讲授的理论知识，使学生掌握材料性能测试的原理和测试方法；了解测试设备及基本操作规范；并培养学生对实验数据和实验结果进行正确分析判断的能力以及科学认真的态度和实事求是的工作作风，为今后的课程设计、毕业设计及工程实践工作打下坚实的基础。
四、学时分配木材干燥学实验课学时分配实验项目名称学时实验类别备注单板类材料产品性能测试 4 验证性实验碎料类材料产品性能测试 6 验证性实验功能性材料产品性能测试8 综合性实验饰面材料产品表面性能测试 6 验证性实验地板类产品性能 6 综合性实验合计30注：木材干燥学实验课程总计1学分，安排5次实验，其中验证性实验占60%,综合性、设计性实验占40%。
（说明：如果该实验是选修，应在备注中注明。
实验类别：验证性实验、综合性实验、设计性实验。
）五、实验内容安排实验一：单板类材料产品性能测试（4学时）1.实验目的掌握板类材料产品（单板层积材LVL等）浸渍剥离性能测定方法。
2.实验主要仪器天平，恒温水浴槽，干燥箱，钢板尺。
3.实验内容与方法参照国标《单板层积材》GB/T20241-2006。
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《木材干燥学实验》课程大纲
一、课程概述
课程名称（中文）：木材干燥学实验
（英文）：Experiment of Wood Drying
课程编号：14351043
课程学分：0.5
课程总学时：15
课程性质：专业课
前修课程：《基础物理》、《木材学》、《热工理论》、《木材干燥学》
二、课程内容简介（300字以内）
木材干燥学是一门综合木材、热工、电气、机械、建筑、仪表和自动控制等多学科性应用技术学科，它是木材科学与工程专业的一门重要的专业必修课。
其课程内容主要包括两个方面：（1）木材干燥的特性及其干燥过程中的热质转移规律和水分传导现象（理论基础）；（2）实施木材干燥的设备、工艺及技术经济指标（应用基础）具体内容涉及：干燥介质的性质、木材干燥特性、木材加热与干燥的物理基础、木材干燥窑及其设计、木材干燥设备、木材常规干燥工艺和木材特种干燥方法等方面的知识。
三、实验目标与要求
实验目标：木材干燥学作为专业课程，其实践性很强，在做好理论课教学的同时开设实验课，其目的是提高学生对木材干燥理论和方法的感性认识和直观了解，初步学会木材干燥常用设备和仪表的使用，初步掌握木材干燥的基本检测技术，为今后的实际工作奠定必要的基础。
要求：1.初步学会木材干燥常用设备和仪表的使用；2.掌握干燥成材含水率的测定并提交实验报告；3.掌握木材干缩性并提交实验报告；4.掌握木材干燥质量检测并提交实验报告；5.初步掌握木材干燥基准制定方法。
四、学时分配
木材干燥学实验课学时分配
实验项目名称学时实验类别备注常用仪表和仪器的使用 2 验证性实验
锯材含水率测定 3 验证性实验
木材干缩性测定 3 验证性实验
锯材干燥质量检验 3 综合性实验
干燥基准编制 4 综合性实验
合计15
注：木材干燥学实验课程总计0.5学分，安排5次实验，其中验证性实验占60%,综合性、设计性实验占40%。
（说明：如果该实验是选修，应在备注中注明。
实验类别：验证性实验、综合性实验、设计性实验。
）
五、实验内容安排
实验一：常用仪表和仪器的使用（2学时）
1.实验目的与要求
熟悉并掌握常用仪表和仪器的使用方法。
2 .实验主要仪器
数显鼓风干燥箱；电子天平；恒温恒湿箱；游标卡尺；螺旋测微器；含水率测定仪。
3 .实验内容与方法
指导老师讲解与操作示范。
实验二：锯材含水率测定（3学时）
4 .实验目的与要求
熟练掌握试材含水率的测定方法。
5 .实验主要仪器
电子天平，精度达到0.001g ；烘箱，能保持在（103±2）℃；玻璃干燥器和称量瓶; 含水率测定仪（电阻式水分测定仪）。
6 .实验内容与方法
烘干法（国标《木材含水率测定方法》GB/T1931-2009）
（1）试样尺寸 20mm X 20mm X 20mm
（2）步骤
①试样编号，称量，记录结果，称量时精确至0.001g 。
②将同批试验取得的含水率试样，一并放入烘箱内，在（103±2）℃的温度下烘8h 后， 从中选定2-3个试样进行一次试称，以后每隔2h 称量所试选试样一次，至最后两次称量之 差不超过试样质量的0.5%时，即认为试样达到全干。
③将试样从烘箱取出，放入装有干燥剂的玻璃干燥器内的称量瓶中，盖好称量瓶和干燥 器盖。
④试样冷却至室温后，自称量瓶中取出称量。
（3）结果计算
试样的含水率按式m 1z 计算，精确至0.1%。
W = -4 ----- x 400 （1）
式中：W —试样含水率，%；
m1——试样试验时的质量，单位为克（g ）； m0——试样全干时的质量，单位为克（g ）。
电测法
测定含水率范围6%〜30%,利用水分测定仪，将两根针状或刀片状的电极直接插入木材 内，测定当直流电流通过木材时的抵抗值，换算成含水率。
7 .作业
整理实验报告。
实验三：木材干缩性测定（3学时）
1 .实验目的
熟练掌握试材干缩性的测定方法。
2 .实验主要仪器
长度测量工具游标卡尺，测量尺寸应精确至0.01mm ；电子天平，精度达到0.001g ；烘 箱，能保持在（103±2）℃；玻璃干燥器和称量瓶。
3 .实验内容与方法 （1）试样尺寸
20mm X 20mm X 20mm
（2）试样个数参照GB/T 1929-2009
4——
m
（3）方法：参照国标《木材干缩性测定方法》（GB/T1932-2009）
（4）结果计算试样从湿材至全干时，径向和弦向全干干缩率按式（1）分别计算，体积干缩率按式（2）计算，精确至0.1%。
L — L _ _
0 = ~max O 义100
（1）
max L
max
c V—V,、
0 = f■—o X100 (2)
V max V
max
式中：B max——试样径向或弦向的全干干缩率，%；
L max——试样含水率高于纤维饱和点（即湿材）时径向或弦向的尺寸，mm；
匚二一试样全干时径向或弦向的尺寸，mm；
4Vmax——试样体积的全干干缩率，%；
V j——试样湿材时的体积，mm3；
V；---试样全干时的体积，mm3。
试样从湿材至气干时，径向和弦向气干干缩率按式（3）分别计算，体积干缩率按式（4）计算，精确至0.1%。
0 = -max W义100 ................................................... （3 ）
w L
max
0 = Jx —匕 X100 (4)
Vw V
max
式中：Bw——试样径向或弦向的气干干缩率，%；
Lw——试样气干时径向或弦向的尺寸，mm；
B v w——试样体积的气干干缩率，%；
V w——试样气干时的体积，mm3。
4.作业
整理实验报告。
实验四：锯材干燥质量检验（3学时）
1.实验目的
（1）了解并掌握干燥锯材的干燥质量等级、干燥质量指标及其检验规则；
（2）培养学生实验设计能力、动手能力及其相互帮助、互相协作的团队精神。
2.实验主要仪器
长度测量工具（游标卡尺），测量尺寸应精确至0.01mm；电子天平，精度达到0.001g；烘箱，能保持在（103 + 2）℃；玻璃干燥器和称量瓶；钢锯或电锯；钢卷尺；劈刀；记号笔、铅笔。
3.实验内容与方法
（1）干燥锯材的干燥质量指标—
干燥锯材的干燥质量指标包括平均最终含水率（^z）、干燥均匀度［即木堆或干燥室内各测点最终含水率与平均最终含水率的容许偏差（卿Z）］、锯材厚度上含水率偏差（△ W h）、残余应力指标（丫）和可见干燥缺陷（弯曲、干裂等）。
2
2
国标《锯材干燥质量》（GB/T6491-1999）
干燥锯材厚度上含水率偏差（"W h）按下式计算:
A W = W—W
式中：w s及w b——心层及表层含水率，%。
' b
残余应力指标即叉齿相对变形（y）按下式计算：式中：S及S1——应力试片在锯制前及变形后的齿宽；
l——齿的长度。
4.作业
整理实验报告。
实验五：干燥基准编制（4学时）
1.实验目的
（1）了解并掌握木材干燥基准编制的方法；
（2）培养学生实验设计能力、动手能力及其相互帮助、互相协作的团队精神。
2.实验主要仪器
烘箱；电子天平；小带锯或钢锯；游标卡尺。
3.实验内容与方法
实验内容：干燥基准编制
方法：根据所学《木材干燥学》相关理论知识，选择试材，制定该试材的干燥基准。
（可选方法有：比较分析法、图表法、百度试验法）。
4.作业
整理实验报告。
六、考核方式与成绩评定
考核方式：主要采用平时实验中实际动手操作技能的考核和所完成的实验报告质量的考
核。
成绩评定：100分
平时考勤（20分）动手能力（20分）实验报告（60分）。