木材干燥课程考试解析题

木材干燥课程考试解析题

木材干燥相关论述性问题总结
一、简答要点
1.真空干燥的原理是什么？

（1）降低了水的沸点，木材表面水分蒸发加剧；
（2）在木材中形成内高外低较大的压力差，造成内高外低的含水率梯度，木材内部水分移动加快；
（3）木材内部水分之间粘度降低，木材内部水分移动加快
2.大气干燥的优点有哪些？

⑴技术简单，容易实施。

⑵节约能源，经济性强。

⑶若工艺得当，则木材含水率均匀，应力很小。

⑷能够避免严重的干燥缺陷。

⑸可保持木材的天然色泽。

※3.木材干燥的目的是什么？

⑴防止木材变形与开裂，提高尺寸稳定性；⑵防止木材腐朽变色；
⑶提高木材力学强度，改善木材物理性能；⑷减轻木材重量便于运输。

※4.隔条的作用是什么？

⑴在材堆的上下板材之间形成水平方向循环气流通道；·

⑵使材堆在宽度方向上稳定；·
⑶使材堆中各层木料相互夹持，防止和减轻木材的翘曲和变形。·5.干燥新材种的木材，其干燥基准是如何确定的？

⑴选择材性相近树种的干燥基准进行试验、修正；·
⑵若没有材性相近树种的干燥基准，首先要进行干缩特性试验；· ⑶小试件干燥试验拟定干燥基准（百度法）并就不同规格材对拟定干燥基准的适应性试验及修正；·
⑷中试、生产性试验及修正。

6.终了处理的目的是什么？

⑴平衡整个材堆的含水率，使之均达到要求平衡含水率；· ⑵平衡每快板材断面的含水率，消除含水率梯度及含水率应力；⑶消除残余应力，防止变形（主要目的）。

7.在高温干燥过程中，为什么相对较高的相对湿度能加快干燥速度？

⑴木材干燥的速度取决于木材内部水分的移动；
⑵较高的相对湿度使木材表面湿润，表层水分移动通道加大，易于水分移动。·
8.侧风机型干燥室的特点是什么？

⑴结构简单，容积利用系数大；
⑵投资小，能耗少，安装维修方便；
⑶气流速度分布不均，有速度为零区域，干燥均匀性差，质量低循；⑷两间干燥室之间需配管理间，生产面积利用不经济。

9.锯材堆积应注意哪些事项？

⑴蒸去使用隔条；同一材堆树种、规格、含水率应一致，或树种不同而材性相近；
⑵合理搭配树种；
⑸初含水率要求：尽可能一致；支撑同一材堆的支撑横梁的高度应一致；⑹板材厚度要求：同一干燥室内板材厚度应当一致，同一材堆必须相同；⑺板材质量要求：材质好的堆在下部，差的堆在上部。

⑻材堆端积时要求一端平齐，材堆两侧应整齐垂直，以利于循环气流沿材堆高度均匀流入；
⑼材堆堆积时要预留检验板的纺织位置；
⑽正确使用压铁。

※10.木材干燥过程中影响木材干燥过程的内在因素与外在条件，以及提燥速度方法
内因：
⑴树种：不同的树种内部构造不同，纹孔数量多且不闭塞、纹孔膜上微孔数量多的树种容易干燥。

⑵部位：木材的心材内多有沉积物，纹孔多位闭塞状，水分移动困难，较难干燥。

⑶水分移动方向：木材顺纹方向水分移动的速度比横纹快得多，径向因木射线的存在比弦向快。

⑷木材含水率：含水率的多少对木材的大毛细管系统和微毛细管系统均有影响，但二者基本可相抵。所以含水率对干燥速度没有明显的影响。

外因：

（1）温度：温度高，水分移动的速度明显快。

（2）介质的温度、湿度、循环速度对木材水分的移动有较大的影响。

综上所述，提高木材温度以及介质的温度、循环速度，降低介质的湿度将加快木材干燥。

11.强制循环比自然循环干燥速度快的主要原因是什么？

⑴强制循环介质的循环速度比自然循环快的多，木材表面水分易于蒸发或散；⑵强制循环介质的循环速度比自然循环快的多，木材表面具有较高湿度的湿空气的层流层较薄，使木材内部水分易于向表面移动； ⑶强制循环时木材水分的蒸发面比自然循环大的多。

※12.如何预防干燥过程中木材的开裂？

⑴木材的开裂包括表裂、内裂和端裂；
⑵表裂和内裂是木材在干燥过程中内外层应力不平衡产生的，而端裂是木材端部水分蒸发太快、木材干缩的各向异性引起的；
⑶采用合理的干燥基准是预防开裂的较好方法；
⑷在干燥初期与后期进行适时的调湿处理可有效避免表裂和内裂的产生，端部封闭可预防端裂；
（5）终了处理可消除残余应力，可避免干燥结束后木材的开裂。

13.论述喷蒸管在木材干燥中的作用
喷蒸管主要以喷蒸汽或冷（热）水，以调节干燥室内介质状态。主要作用：
（1）预热。提高木材表面湿度，使木材在厚度方向上均匀热透，形成含水率梯度和温度梯度一致方向；同时提高木材的可塑性；平衡木材初

含水率的差异。

（2）中间处理。终了处理。减少木材内应力的发生，必须做干燥中间处理（调湿），需要喷蒸管向室内喷射蒸汽，以便尽快调节所需的介质状态。

（3）终了处理。平衡干燥后板材的含水率，消除残余应力。

14.木材干燥时对木材干燥室有何要求？

⑴具有良好的加热和通分设备，保证介质的循环和木材干燥的速度。⑵结构合理，介质的循环特性好，保证木材的干燥质量。

⑶密封性能良好，保证能量的有效利用。

⑷耐腐蚀性能好。

二、论述
※1.画图并说明以湿空气为介质干燥木材的干燥过程。

（1）作出上图。

⑵状态点描述：
N为新鲜空气状态点；M为新鲜空气加热后状态点；A新鲜空气与废气混合后状态点；
B混合空气加热后状态点；C干燥后废气状态点。；
⑵燥中各状态的变化过程：
NM为新鲜空气直接加热过程；AB为混合气体直接加热过程；MC为第一次干燥过程；BC为循环干燥过程；NC为新鲜空气与废气的混合过程；⑷△ABC为干燥三角形
⑸新鲜空气N加热到M，干燥后为C，再与N混合成A，加热为B，

干燥后又
为C，再与N混合成A，形成多次循环。

※2.论述木材干燥过程中木材因含水率变化出现的应力与应变关系（分不同阶段论述）。

分为四个干燥阶段进行论述：
⑴干燥开始阶段。木材各部分的含水率都在纤维饱和点以上，不发生干缩。此时木材内部不存在湿应力和残余应力，即无应力与应变。

⑵干燥前期阶段。木材表层含水率先迅速降到纤维饱和点以下而发生干缩，而内层含水率仍在纤维饱和点之上未发生干缩。因此在整块木材中，表层因干缩受内层的拉伸产生拉应力，同理内层受压。即呈现外拉内压的应力状态。

⑶干燥中间阶段。这一时期，木材内部含水率也降到纤维饱和点以下，由于木材表层在长时间的拉应力状态下而发生“表明硬化”，木材内部的干缩程度基本与表层相当，内外干缩尺寸基本一致。因此，此阶段暂时处于应力平衡状态。

⑷干燥后期阶段。此时外层木材由于塑化变形处于固定状态，早已停止收缩，而内层木材随着吸着水的不断排出而持续收缩，但受到外层的牵制。因此，此阶段应力状态刚好与干燥前期相反，呈外压内拉的应力状态。

3.木材干燥的终含水率的确定与分析
在实际生产实践中，木材干燥的终了含水率M2必须与木制品使用地点的平

衡含水Me率相适应，即符合下式：
Me-2.5%<M2<Me
干燥终含水率是根据木材的吸湿性和干缩湿胀的相关规律确定的，只有木材的含水率达到吸湿平衡状态时，此时木材基本不发生吸湿，干缩湿胀的发生几率最小。但是，由于存在吸湿滞后现象的影响，必须要将此对木材干燥的影响考虑进去。结合吸湿滞后数值的平均值2.5%，因此确定了如上木材干燥终含水率。

4.分析几种常用木材干燥室的结构特点，归纳其优缺点
（1）顶风型
结构特点：室内空间用“假天棚”分为上部和下部两部分。上部分为风机间，用以安装风机、加热器、喷蒸管和进、排气装置等。下部为干燥间，摆放材堆和布置检测装置。

气流循环方式：垂直—横向
优缺点：a.气流分布均匀，干燥质量好；b.室内空间利用率低；c.室内电动机造价偏高，不适用于高温干燥。

（2）侧风型
结构特点：风机在干燥时一侧安装；建筑高度低于长、短轴干燥室；进排气口在室顶二列排列；干燥室一侧有电机夹间。

气流循环：气流通过风机一次，过材堆两次。

优缺点：a.室内利用率高；结构简单，投资少；设备的安装维修方便。b.气流分布不均，入口速度大，出口速度小，有气流v=0的区域，干燥均匀性差，质量低；c.气流一般为不可逆流动，不如可逆循环干燥效果好。

（3）端风型
结构特点：轴流风机安装在材堆端部；进排气口在室顶风机两侧（风

机间在材堆端部）

气流循环：水平—横向—可逆

优缺点：a.空气动力学特性好，形成可逆循环，干燥质量好；b.设备安装与维修方便，容积利用率高；c.投资较少。d.干燥室不宜过长，装载量较小；e.斜壁角度选定不当，会使材堆断面气流不均，进而影响干燥质量。

5.常见木材干燥缺陷外裂与内裂的产生原因及预防方法木材干燥缺陷中的外裂包括表裂与端裂。

（1）表裂。木材干燥初期，表层水分蒸发速度远大于内层，木材表层先于内层发生干缩，使表层受来自内层的拉应力作用，当拉应力大于木

材的横纹抗拉强度时，表层发生开裂。在工艺上主要产生原因：

a.干燥初期温度过高，湿度太低，干燥不均；b.材料内应力未及时消除；
c.气流不均，使室内温度不均；
d.风干材原有裂缝，未处理而致发展。

预防方法：

A.选择较软基准，及时调整；
B.及时处理，消除应力；
C.检查风机和材堆，使气流循环均匀；
D.作好中间处理，

（2）端裂。温度高时出窑，易造成端部开裂。工艺上出现原因：A.材堆堆集不当，两头出隔条过远；
B.材端风速过大；
C.干燥基准过硬，使端部发展
预防方法：

A.正确堆集，隔条要摆在断头；
B.材端涂刷高温沥青或石蜡等；
C.选择较软基准。

干燥缺陷中的内裂：主要发生在干燥后期，由于木材表层出现的表面

硬化现象过严重，木材内部所承受的拉应力大于木材的横纹抗拉强度时发

生内部开裂。主要工艺原因：

A.初期应力过大，表明硬化严重，未作及时处理；B.操作不当，温度调节过快及波动过大；
C.树种结构松弛，加之干燥不合理。

预防方法：

A.采用适当方法，作好初、中期的处理（调湿处理）；

B.降低后期温度；
C.针对易发生内裂的树种采用较软基准，操作时多加注意。