1、木材干燥学思考题木工供参习木材干燥学思考题概论1、什么是木材干燥？木材干燥是指在热力作用下，以蒸发或沸腾的汽化方式排出木材中水分的过程。主要指按照一定的基准有组织有控制的人工干燥过程，也包括受气候条件制的大气干燥。2、木材干燥的目的？（1）把木材干燥到与使用地适合的含水率可以防止木材变形、开裂。（2）把木材干燥到含水率15%以下，可以防止木材变色、腐朽，干燥过程中较高的温度可以杀死木材中的虫卵，从而有效防止木材遭受虫害。（3）可以提高木材的强度和握钉力，改善木材物理、力学性能；潮木材胶合和油漆性能差，把木材干燥到含水率5%12%可以提高木材的胶合和油漆性能；干燥的木材具有良好的保温性和绝缘性。
2、（4）因为干燥过程中排出了大量的水分，使木材重量减小，从而大大降低了木材的运输费用。 (5)木材干燥对于合理、节约利用有限的森林资源，保持生态平衡，对于发展国民经济和现代化建设具有非常重要的意义。 3、木材干燥的方法？(天然)大气干燥、人工干燥（常规窑干、除湿干燥、太阳能干燥、真空干燥、高频和微波干燥、红外辐射干燥、接触(热压)干燥）第一章木材中的水分与环境4、木材含水率的测定方法？（1）称重法（烘干法）优点：测量数值较可靠、含水率测量范围不受限制缺点：测量时间长，不能实现在线测量；测量繁琐；要破坏木材；当木材含有较多的松节油或其他挥发性物质时，测量会有误差。（2）电测法利用木材的电学性质，如
3、电阻率、介电常数与木材含水率之间的关系，来测定木材的含水率。电测法的木材含水率仪主要有两类：直流电阻式 即利用木材中所含水分的多少对直流电阻的影响来测量木材的含水率。交流介电式 即根据交变电流的功率损耗与木材含水率的关系而设计的含水率仪。（奥地利MERLIN公司的电测含水率测量仪是企业经常使用的含水率测量仪表）（3）蒸馏法 适应于含树脂较多或经油性防腐剂处理后的木材。 5、什么是FSP？当细胞腔内液态的自由水已蒸发殆尽，而细胞壁内的吸着水仍处于饱和状态时，这时木材含水率状态叫纤维饱和点（Fiber Saturation Point 简称FSP）。此时的含水率是毛细管凝结水的上限值。纤维饱和点是
4、木材性质的转折点，木材含水率在FSP以上变化时，木材的尺寸、形状、强度、热学和电学性质等几乎不改变。而木材含水率在FSP以下变化时，上述材性会因含水率的增减产生显著而有规律的变化。FSP随树种和温度而异。如果温度上升，则FSP的值下降，大致温度上升1，纤维饱和点约降低0.1%，就多数树种的木材来讲，在空气温度20 时，纤维饱和点含水率约为30，100时，降为22.5%。6、什么是吸湿滞后？气干材、窑干材的吸湿滞后有何不同？窑干材的吸湿滞后一般是多少？干木材吸湿过程中，吸湿稳定含水率或多或少低于在同样空气状态下的解吸平衡含水率。这种现象叫吸湿滞后。用M表示：MM解M吸气干材及薄小木料的吸湿滞后很
5、小，生产上可忽略，因此对气干材可粗略认为： M解M吸M衡窑干材的吸湿滞后数值较大，且干燥介质温度越高，则干锯材的吸湿滞后越大。平均值为2.5%，因此对于窑干材，可以认为： M衡M解M吸2.5% 或 M吸M衡2.5%7、木材要求到干燥什么样的含水率，才能保证木制品的使用质量？答：薄小木料置于一定温度、湿度的空气中，木材最后达到与周围空气相平衡时的木材含水率叫平衡含水率，用M衡表示。木材在制成木制品之前，必须干燥到一定的终了含水率M终，且此终了含水率必须与木制品使用地点的平衡含水率相适应。即符合下式： M衡2.5%M终M衡 在这样的含水率条件下，木制品的含水率能基本保持稳定，而其尺寸和形状也基本保
6、持稳定。 8、木材干缩什么在什么含水率以下？答：木材含水率在FSP以下时，木材的尺寸随含水率降低而减小，这种现象叫木材干缩。木材含水率在FSP以下时，木材的尺寸随含水率的增加而增大，这种现象叫木材湿胀。9、浙江某公司生产的水曲柳实木地板，成品平均含水率8，尺寸规格为长宽厚9109018mm。此批地板被销往广州(广州的年平均EMC=15.6%)。铺设房间尺寸为55m，问：为了保证地板在长期使用过程中，不拱起，地板安装时应留多大空隙？10、要加工一个水曲柳桌子腿，成品横断面净尺寸为80mm80mm，成品在广州使用，求湿材下锯时，湿板材横断面尺寸应为多少，加工余量按3mm计算。答：水曲柳的径向干缩系
7、数0.184%，弦向0.338%。为了保证尺寸，用弦向干缩系数计算k=0.338。 广州的年平均含水率为15.6%，M衡2.5%M终1，则靠近点2。44影响木废料燃烧的因素是哪些？ 第五章木材干燥时的传热、传湿及应力、应变 35、设有一木材干燥窑由两砖夹一保温层构成，内外墙用红砖，厚度为240mm，导热系数为 0.58W/m 。中间保温层为膨胀珍珠岩，厚度为100mm，导热系数为 0.046W/m 。干燥窑内的介质温度为湿空气，放热系数1 11.63W/m2 ,干燥窑建于露天，放热系数2 23.26W/m2 。已知:干燥窑建于广州，窑内介质温度t1 =80 ，窑外温度t2 = 10 。求：通过
8、窑壳的热流密度和各层接触面的温度。36、木材在饱和湿空气中的加热速度快还是在饱和湿空气中的加热速度快？37、扩散和流动的区别？(1)体积流或质量流，即流体在毛细管压力梯度的作用下，穿过木材组织孔隙的流动。 (2)扩散，即水蒸气穿过细胞腔中空气的扩散及吸着水在细胞壁中的扩散。 P3538、木材水分移动的途径？1、通过大毛细管系统路径 由毛细管张力作用引起，液态自由水沿细胞腔和细胞壁上的纹孔作毛细管运动。如图76a。 2、沿连续不断的细胞壁的移动（微毛细管路径） 由木材细胞壁横断面上的含水率梯度引起。发生在FSP以下，如图76b1。 3、交替形式的路径 水分交替地既呈液体状态又呈蒸汽状态，不断沿着
9、彼此相邻的细胞壁和细胞腔的移动或扩散。如图7-6b2。 注意：水蒸气的扩散无论在FSP以上或以下都会发生，扩散是以液态或气、液交替的形式进行。 39、影响木材干燥速度的因子有哪些？有何影响？影响木材干燥速度的因子有哪些？哪些是可以人为控制的？外因有干燥介质的温度、湿度和气流速度，内因有木材的树种、厚度、含水率、心边材和纹理方向等。温度：温度是促进木材干燥速度的主要因子，木材的温度和木材中水的温度都随介质温度的升高而升高，水分温度升高后，木材中水蒸气压力升高，液态水的粘度降低，从而促进木材中水蒸气向外扩散及液态水移动。湿度：湿度对干燥速度起制约作用。温度不变时，湿度越高，介质水蒸气分压越大，木材
10、表面的水分越不易向介质蒸发，干燥速度越小。气流循环速度：气流循环速度越高，则木材表面的饱和蒸汽界层越薄，从而改善介质与木材之间传热、传湿的条件，所以气流速度越高，木材干燥速度越快。外因是可认为控制的。40、木材干燥时的应力产生的原因？ (1)含水率梯度引起的干燥应力(内外层干缩不一致引起的应力)木材中任何一部分的含水率降低到FSP以 下时，就要产生干缩，但受到其他部分的制约，不能正常干缩，而产生拉伸应力。由于木材所受外力 为0，由作用力与反作用力关系，木材内部一部分受拉应力时，则其它部分就会产生压应力与拉应力 平衡，因此在木材内部产生内应力。(2)径、弦向干缩差异引起的附加干燥应力41、木材干
11、燥应力有哪些种类？这些应力对干燥过程中和成品质量的影响如何？木材受应力作用时，就会产生应变，应变按传统观点可分为：弹性应变和残余应变。 (1) 弹性应力与弹性应变 (2) 残余应力与残余应变 (3) 全应力。全应力=弹性应力+残余应力。在干燥过程中，影响干燥质量的是全应力，干燥结束后影响干燥质量的是残余应力42、试述木材干燥过程上，应力的发展规律？干燥过程中应力变化可以分为四个阶段：1、干燥刚开始阶段：无干燥应力产生阶段 2、干燥初期：应力为外拉内压阶段 3、干燥中期：内外层应力暂时平衡阶段 4、干燥后期：应力为外压内拉阶段43. 木材中的自由水如何向表面移动？木材干燥时，木材表层水分蒸发最快
12、，靠近表面的管胞腔中存在的自由水较少，而管胞锥形端部毛细管半径r2较小，因而毛细管张力增大。而木材内部含水率较高，毛细管半径r1较大，毛细管张力较小，因此，木材中存在从内到外的毛细管张力梯度，在这个毛细管张力梯度的作用下，迫使自由水由内向外流动。44木材干燥时表裂和内裂各在什么阶段可能发生？为什么？45.干燥结束后，从被干木材中截取的应力试片，刚锯开时梳齿平直，能否说明木材中无应力?为什么？不能，46、为什么弦切板的外表面及带髓心的方材四个表面干燥时易出现开裂？答：（1）弦切板的外表面：弦切板的外表面（靠近树皮的面）接近弦向，其干缩量接近径向板的内板面（靠近髓心的面），因此，干燥时其力向外板面翘曲，但实际干燥生产中，板材都堆积成材堆，并在其顶部置压块以防止木材翘曲变形，由于材堆及压块的重量，对板材产生附加的压力以抑制其翘曲，因而板材的外表面就产生附加拉应力，而内表面产生压应力。这种应力与含水率梯度无关。外表面的附加拉应力与含水率不均匀引起的表面拉应力相叠加，很容易引起外表面的表裂。
