木材干燥知识大全文档格式.docx
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利用干燥室对木材进行干燥处理是人工干燥的最基本的形式，也是目前国内外木材加工工业中应用最普遍的干燥木材的方法。
这种干燥方法具有以下特点：
（1）需要建造干燥室或较大的金属结构设备，但占地面积比气干场地少。
（2）必须配置供热和供电的设备。
（3）干燥木材的生产周期短，容易保证木材加工全过程的连续性。
（4）木村的干燥程度不受自然条件、地区、季节和树种的限制，可根据要求获得任何程度的最终含水率。
（5）具有较成熟的干燥理论和工艺技术，能保证干燥质量。
（6）干燥设备的结构并不太复杂，使用安全可靠，不管那种类型的木材干燥室，只要按设计要求建造和定期维修保养，一般均可使用15年以上。
7、什么叫木材的含水率？
木材中水分的含量，叫做含水率，或称含水量。
用水分的重量对木材的重量之比的百分率（%）表示。
木材的含水率有二种表示方式：
第一种叫绝对含水率，或称含水率。
用全干木材的重量作为计算基础，用字母W表示，其计算公式为：
W=（湿材重量-全干材重量）/全干材重量*100%
第二种叫相对含水率，是用湿材重量作为计算基础的，用符号W0表示，计算公式为：
W0=（湿材重量-全干材重量）/湿材重量*100%
在木材干燥生产中，广泛采用的是绝对含水率（简称含水率）。
2、掌握木材含水率的重要性
为什么有些木门、木地板、木制家具等木制品销售出去以后会出现开裂、变形等质量问题呢？
怎样减少这些问题对木业企业的损失呢？
木制品制作完成后，造型、材质都不会再改变，此时决定木制品内在质量的关键因素主要就是木材含水率和干燥应力。
生产制造企业需要正确掌握木制品的含水率。
当木制品使用时达到平衡含水率以后，这个时候的木材最不容易开裂变形。
销售木制品的经销商，也应该对所销售的产品的含水率进行检测，掌握所销售产品的质量状态。
选择产品质量好的厂家，凡是注重产品质量的生产厂家，都会对其产品的含水率进行检测。
对于高素质的采购木制品的部门，随着专业知识的不断增长，也越来越多地注重木制品的含水率指标。
过去国外的采购商就很注重这一指标，许多做出口产品和半成品的木业厂家对此深有体会。
8、什么叫自由水？
什么叫吸着水？
木材中的毛细管系统有两大类，即大细管系统和微毛细管系统。
木材中的水分就存在于这些毛细管系统之中。
由细胞腔组成的大毛细管系统，对水分的束缚力很小以至无束缚力，水分能够从大毛细管系统的断面自由地蒸发出去。
因此，把存在于大毛细管系统内的水分，叫做自由水。
自由水的增减，只能影响木材的重量、保存和燃烧能力，而不影响木材的性质。
由互相通连的细胞壁构成的微毛细管系统，对水分有程度不同的束缚力，若要使微毛细管系统内的水分向空中蒸发，必须把空气的湿度降低到一定的程度；
或者在加热条件下加速水分的运动，才能克服微毛细管的束缚力，向空气中蒸发。
同时，微毛细管系统不但在一定的条件下向空气中蒸发水分，而且也能够吸收空气中的水分。
因此，把存在于微毛细管系统内的水分，叫做吸着水。
吸着水的增减变化，不仅使木材发生膨胀和收缩，而且也影响到木材的其它物理力学性质。
另外，木材中还有一种化合水，它存在于木材的化学成分中。
化合水的数理很小，只有在化学加工时，才有意义。
3、化合水存在于木材化学组成中,其含量约为1%,干燥无法除去,一般不予考虑.
9、什么叫木材的纤维包和点？
前面已讲到，吸着水存在于细胞壁内，而细胞壁能容纳水分的空间是有限的，也就是说吸着水的数量有一定限度。
在大气条件下，当自由水已蒸发干净，而吸着水还保持着最高量时的木材含水率，叫做"
纤维饱和点"
，亦称"
吸湿极限"
，用W纤表示。
木材的纤维饱和点随树种与温度而异。
就多种木材来说，在空气温度为20℃湿度为100%时。
纤维饱和点的含水率W纤的平均值为30%，变异范围为23-33%。
纤维饱和点，随着温度的升高而变小。
表3-3是木材在被水蒸汽饱和的空气内，纤维饱和点的变化情况。
空气温度（℃）2060120
纤维饱和点（℃）302618
从表3-3中可以看出，随着温度的升高，木材从饱和空气中吸湿的能力将降低。
木材的纤维饱和点这个概念，在干燥工艺中经常用到，应当记住。
当木材的含水率在纤维饱和以上时（W纤＞30%），木材不产生干缩；
当木材含水率在纤维饱和点以下时（W纤＜30%），其干缩趋势呈直线变化，即从含水率30%降低时，每减少1%，而相应的干缩系数的数值是不变的，只是随着树种及弦、径向的不同而稍有差异。
另外，木材的纤维饱主和点与其导电性有关。
全干木材是良好的绝缘体。
湿木材是半导体。
当含水率由0%增加到30%左右时，木材的比电导加大达10万倍以上；
含水率从30%增大到最高限度时，比电导的加大不过4倍。
10、什么叫木材的平衡含水率？
放置在大气中的湿木材，它的含水率将随着时间的延续而逐渐降低。
当木材中的水分与大气中的水分不再进行交换而达到平衡状态，即水分处于静止状态时，木材的含水率即是该温度、湿度条件下的平衡含水率，
以W衡表示。
平衡含水率随着木材所处的空气状态的不同而变化。
当空气的相对湿度升高时，平衡含水率也升高；
空气的相对湿度降低时，平衡含水率也降低；
与上述情况相反，当空气温度升高时，将使平衡含水率降低。
这就是说，随着温度的升高，木材的吸湿性将会降低。
木材在由湿变干和由干变湿的过程中，在一定的空气状态下都逐渐地趋向于平衡含水率。
在一般的情况下，由湿变干的含水率常常稍大于由干变湿的含水率。
这是由于木材的微毛细管系统内的空隙，已有一部分被渗透进来的空气所占据，而防碍了木材对水分吸收的缘故。
这个现
象叫做吸湿滞后或吸收滞后，用ΔW表示。
图3-2木材平衡含水率图
单板、木屑、刨花等细小木料的吸收滞后的数值极小，可以忽略不计。
气干材的吸收滞后的数值不大，实际生产上可以不计。
室干成材的吸收滞后数值较大。
干燥期间介质的温度越高，成材的吸收滞后越大。
吸收滞后数值的变异范围在1-5%，平均值为2.5%。
各种空气状态下的木材平衡含水率可在图3-2中查得。
木材平衡含水率，在实际生产上有一定的意义。
某地区的木材在干燥时，一定要达到该地区的木材平衡含水率范围。
否则，将会影响木材制品的质量。
3、木材的纤维饱和点:
湿木材在存在大毛细管中的自由水全部蒸发完毕,而毛细管系统中的吸着水还在饱和状态时的木材含水率.（自由水和吸着水的交接点）木材纤维饱和点是材性变异的转折点,吸着水的增减会引起木材的胀缩而影响木材制品的尺寸稳定性和其他木材物理学性质.
4、木材的平衡含水率:
一块木材在热湿空气中过一段时间,木材中的水分与空气中的水分不再进行交换而达到平衡状态的含水率叫做该空气状态下的平衡含水率.
三、木材干燥过程中的水分移动:
木材干燥时水分可以顺纤维方向移动从板的两端排除,也可以横跨纤维方向移动从板的表面和侧面排除,因为锯材的表面积和侧面积大于端面积,因此锯材干燥时的水分主要沿厚度和宽度的方向移动和排出.当含水率高于木材纤维饱和点时以液态水移动为主,当部分含水率低于木材纤维饱和点时以水蒸气或汽水混合方式移动为主.
四、木材干燥过程中的热湿传导:
木材干燥时,把木材堆成材堆,借助一种既能将热量传给木材又能吸收木材中蒸发的水分的媒介物质,称为干燥介质.
干燥开始前,首先要预热,预热木材的介质是饱和湿空气或接近饱和的湿空气,空气中的水蒸气将有一部分穿过界面层到达湿木材的表面,并在表面上凝结成水,此时水蒸气所含的汽化潜热变为显热,传给木材表面,并由表面传入内部,木材温度逐渐升高,当木材表面温度等于介质温度时,木材表面的水蒸气分压力等于循环蒸汽流的分压力,互相传递的水蒸气数量处于平横状态,同时,由于木材内部的温度低于表面温度,干燥介质中的热将通过表面向内部传递.
预热过后,开始干燥时,木材蒸发面的自由水和部分吸着水在水蒸气分压差的作用下脱离木材进入干燥介质中然后被排出窑外.木材表层大毛细管的自由水首先蒸发,然后蒸发微毛细管中的吸着水,由于表面水分的蒸发,是蒸发面的含水率降低,在木材的表层和内部各层之间出现内高外低的含水率梯度和内低外高的温度梯度,在这两种梯度的作用下,使内部各层中的水分向表面移动,直到干燥完毕,木材内外层含水率才接近一致.
含水率梯度是水分移动的动力,水分移动方向是从高含水率向低含水率方向移动.干燥时,木材表层水分首先蒸发,使表层含水率低于内层,形成内高外低的含水率梯度,在含水率梯度的作用下,内层水分向表层移动,含水率梯度越大,移动速度就越快.这种有含水率梯度而引起的水分移动的难易与木材的构造特征和物理学性能有关,密度小的比密度大的容易,边材比心材容易;
顺纹比横纹容易;
径向比弦向容易;
所以在红木类木材干燥中,由于木材密度较大,干燥中,含水率梯度较小,所以干燥就比较困难.
温度梯度是水分移动的另一种驱动力.木材内部水分向表面移动的同时,表面的水分以水蒸气的形式向空中蒸发.蒸发的能力随干燥介质的温度\湿度\循环速度的不同而不同.木材水分的蒸发速度随介质温度的增加而增加。
但介质的温度不是越高越好,介质温度的高低取决于木材的干燥特性。
在干燥前,先用高温高湿对木材进行预热处理,提高木材的内部温度后在进行干燥,使温度梯度和含水率梯度相一致来提高干燥速度。
干燥过程中材堆间的介质以一定的流速循环对流,将介质的热量传给木材,从而加快木材中水分子的运动,促使木材中水分的排除,气流循环的快慢直接影响木材水分蒸发的快慢,但是气流速度过快消耗太多,木材和干燥介质不能很好的进行热湿交换,不能提高干燥速度.一般的选择气流速度为1-3米/秒。
红木干燥中气流速度一般在1-1.5米/秒。
五、木材的干缩和湿胀
木材失去水分是体积变小称为干缩。
反之吸收水分称为湿胀，木材正常的干缩和湿胀量的大小与木材构造、木材的密度、纹理方向和细胞壁的厚度及干燥条件有关。
11、为什么木材各个方向的干缩程度不一样？
木材是各向异性的，其干缩情况也比较复杂。
干缩情况不但随树种而不同，就是同一块木材，纵向、弦向、径向的干缩也不一样，纵向干缩极小，弦向干缩最大，径向干缩约为弦向干缩的1/3-1/2。
木材是由许许多多的长细胞组成的。
在纤维的饱和点以下，当吸着水减小时，木材细胞长度上的干缩不如截面的变细来的得大，所以纵向干缩
极小。
弦向干缩大于径向干缩的原因是：
（1）木射线细胞在径向上是它的长度，在弦向上是它的端面，而木射线的横向干缩较纵向干缩大；
（2）木射线沿径向排列，牵制着其它纵行细胞的收缩，而弦向上就不受这种牵制作用；
（3）有些细胞在干缩时，弦向受到压力而径向却微有伸长；
（4）木材径而细胞壁上的纹孔大而多，细胞壁的含量少，也就干缩小；
而木材弦面细胞壁的纹孔小而少，细胞壁的含量多，也就干缩大。
由于木材在各个方向上的干缩不同，在使用木材时应引起重视，纵向干缩（沿着纤维方向的干缩）极小，在工业生产上不考虑留有干燥余
量；
由于一般成材大多都是弦面板，配料时必须留有足够的干缩余量。
在干燥过程中，由于木材在径向与弦向的干缩率不同，在同一含水率阶段二者的差别越大，木材发生干裂的可能性也越大。
若径向与弦向
的干缩率差别在干燥初期就比较大，木材将会发生表裂，在干燥中期与后期二者的差别还比较大时，木材将易于产生内裂。
为避免上述现象的
发生，在干燥工艺上就必须采取喷蒸处理（预热处理、中间处理、后期处理）的措施。
六、干燥应力和变形：
干燥初期，首先蒸发表层水分，含水率很快下降到纤维饱和点以下，随着吸着水的的减少而缩小体积，表层纤维倾向收缩，但受到未收缩的内层纤维的限制而产生伸张应力，内层纤维受到压缩应力。
随着水分的继续蒸发，表层含水率继续降低收缩率增加，干燥应力加大。
由于木材含水率不均而引起的应力叫含水率应力。
由于木材的塑性变形引起的内应力称残余应力。
在干燥过程中木材表层和内部各层的应力的发生、发展和变化的一般规律是：
干燥初期，木材表层处于伸张应力状态，随着干燥的进行，表层伸张应力值逐渐增加，直到最大值后才逐渐减少至零，应力转向，由伸张应力转变为压缩应力，直到最大值后趋向减小或残余少量应力。
中心层的应力变化与表层正相反，干燥初期呈现为压缩应力，干燥后期由压缩应力转变为伸张应力。
中心层的应力发展、变化规律同表层，但最大值的时间迟后于表层，内部其他各层的变化一般介于这两者之间。
干燥应力的最大值和到达最大值的时间与干燥工艺条件密切相关。
木材表层伸张应力的最大值随着温度的升高而降低，在干球温度一定时，随着干湿球温度差的增大表层伸张应力的最大值将提前。
木材干燥后引起的残余应力也是影响木材尺寸稳定性的一个因素。
因此，在干燥过程中，要严格按干燥工艺操作，减小和消除残余应力。
七、在木材干燥过程中，制约干燥速度的主要是板材的树种、厚度、初始含水率和要求的含水率（终含水率）、气流穿过材堆的速度等；
但是在保证干燥质量的前提下，针对每个树种制定出合理的干燥工艺，适当提高气流的循环速度，减少在干燥过程中的运行费用，提高经济和社会效益。
5、含水率实验室测量的方法：
测量木材含水率的方法有烘干法、电测法、干馏法、滴定法和湿度法，在木材加工领域里，通常采用烘干法。
烘干法：
烘干法就是将木材的含水率试片烘至全干来测其含水率的方法。
首先在被测的木材中锯取一片顺纹厚度为10~12mm的有代表性的含水率试片。
所谓代表性就是这块试片的干湿程度与整块木材相一致，并没有夹皮、节疤、腐朽、虫蛀等缺陷。
一般应在距离锯材端头250~300mm处截取。
将含水率试片刮净毛刺和锯屑后，应立即在精确度为0.01g，量程不小于200g的天平上称其重量，将该重量记为G，然后将试片放入温度为103±
2℃的恒温箱中烘6h左右，再取出称重，并作记录，然后再放回烘箱中继续烘干。
随后每隔2h称重一次，直到最后两次称量的重量不变，就是绝干重，记为Go。
这样就可按下式计算出含水率
W=（G-Go）/Go×
100%
由于薄试片暴露在空气中其水分容易发生变化，因此，测量时要注意截取试片后或取出烘箱后应立即称重，如不能立即称重，须立即用塑料袋包装，防止水分蒸发。
用烘干法测量木材含水率准确可靠，而且不受含水率范围的限制。
但测量时需要截取试样，破坏木材，并需要一定的时间。
烘干法是测量木材含水率的基本方法，也是最常用的方法。
上式表示的是绝对含水率，也是在木材加工上通常所说的木材含水率。
2、电测法:
根据木材电学特性和含水率的关系直接测定含水率的方法.常用的有电阻式木材含水率测定仪.
木材干燥常见问题图片原因木材开裂端裂
1、水份蒸发过快
2、木材生长应力
3、螺旋纹理
4、升温速度过快
5、干燥温度偏高
表面裂1、表面所受应力过大2、与EMC相差过大3、木材内外温差大4、升温速率大5、升温速度快6、产生表面硬化7、产生逆表面硬化内裂1、木材内部应力过大2、表面裂外部愈合3、与EMC相差过大4、木材内外温差大5、基准转换过快6、后期温度过高7、产生逆表面硬化木材弯曲
木材横弯1、木材装堆不合理，木材有自由空间。
2、隔条规格不统一（厚度）3、板材锯切不合理4、生长应力过大木材顺弯1、木材装堆不合理2、生长应力过大3、板材锯切不合理4、窑内气流不均匀无法抗拒原因1、装窑前已经弯曲2、木材生长环境特殊3、原始外力影响木材瓦弯1、木材装堆不合理2、生长应力过大3、板材锯切不合理4、干燥环境剧烈无法抗拒原因1、装窑前已经弯曲2、木材本身物理特性例如：
心材木材扭曲1、木材装堆不合理2、生长应力过大3、隔条规格不统一4、板材锯切不合理无法抗拒原因1、装窑前已经弯曲2、木材本身物理特性例如：
螺旋纹理
其它干燥缺陷
干燥不均1、窑内气流不均匀2、风机正反风压不等3、风量分布不均匀4、风速偏低或偏高5、产生逆表面硬化6、基准转换太急剧7、空气导流不合理8、密封不良9、隔条摆放不合理10、树种规格不统一11、生长环境特殊12、设计不合理木材霉变1、装窑前已经出现霉变现象2、木材装堆不合理3、木材所处环境恶劣4、隔条摆放不科学5、隔条不干燥6、干燥工艺不科学7、处理过度8、设计不合理9、风速太低、风压太小10、空气流动不均匀11、窑内温度太低1、整窑不均匀2、单块不均匀a内湿外干b左湿右干c各别部位不干3、周期过长4、能源消耗严重5、升温速度慢6、窑内积水7、喷蒸效果不明显8、不能准确控制温湿度9、木材色泽严重加深10、不能准确测量含水率11、木材霉变
12、干燥过程中产生干燥缺陷的原因是什么？
在木材干燥过程中会产生各种缺陷，这些缺陷大多数是能够防止或减轻的。
变形大体上是由树种、材料等级等因素而决定的；
塌陷容易发
生在某些树种靠近髓心的径向材上；
开裂在干燥初期出现的是端面开裂和表面开裂，干燥后期发生内部开裂。
表4-1列出了干燥过程中容易产生
的各种缺陷。
（1）初期开裂：
干燥初期的开裂有两种，即端面开裂和表面开裂。
端面开裂多数是制材前原木的生长应力和干缩出现的裂纹。
当干燥条件
恶劣时会发生的新的端裂，而且使原来的裂纹进一步扩展。
表面开裂会从木材端面延伸到内部。
厚度2厘米以下的板发生干燥初期的表面开裂较
厉害，厚度1厘米以下的板材几乎没有。
表面开裂的原因是因为表层干燥后要收缩，但受到了内部的约束。
与其有关的因子是木材的干燥条件、
干缩率、水分移动的难易程度以及材料抵抗变形的能力等。
在同一干燥条件下，木材的密度越大，越容易产生开裂；
弦向材宽度方向的干缩量
约是径向材的2倍，所以弦向材容易发生表面开裂。
干燥温度和表面开裂关系密切。
在0-5℃的低温时容易发生开裂，其主要原因是温度低、水分扩散系数小、含水率梯度大。
所以冬季自然干
燥时，应尽量避免将易开裂的木材暴露在强烈的北风中。
温度在50℃以上干燥木时，也容易发生表面开裂。
对容易发生细胞塌陷的树种，用60
-75℃进行缓慢干燥，若干湿球温度差急剧增大，容易发生表面开裂。
在一定的温度条件下，对细胞塌陷小，但容易开裂的木材干燥时，温度高
，容易开裂。
因此就该选择适合的干燥条件，防止木材发生初期开裂。
（2）塌陷：
所谓塌陷主要指因细胞的极端变形使木材出现了异常变形，它是由于细胞腔产生了因水分的变化引起的拉力与压应力的原因。
一般含水率高的木材，干燥初期若温度过高时容易发生塌陷。
根据树种不同，塌陷集中的部分会出现板面的凸凹不平现象。
为了避免产生这种
缺陷，对于塌陷大的树种，可经过一段时间的气干或用低温进行干燥。
（3）内部开裂：
干燥厚度1厘米以下的薄板或用气干的方法，几乎不会发生内部开裂。
内部开裂是表面开裂向内发展之后，表面开裂闭合
而形成的，也有表面没有裂纹只在内部发生开裂的情况。
弦向材的内裂发生在干燥末期，是因为内层沿宽度方向收缩比表面大的原因。
内部开裂与干燥温度的关系很大。
一般干燥初期温度较低
（50℃左右），表层细胞发生塌陷困难。
但是，木材内层在含水率高的状态下长期受热，随着干燥的进行，干燥温度逐渐地上升，细胞塌陷也
就加大。
所以大多数厚板因内部受热时间的加长，而容易发生内部开裂。
另外，如果干燥初期干湿球温差大，表层张应力就大，再加上内部细
胞如果有塌陷，也容易产生内部开裂。
（4）变形：
被干木材的变形主要有横弯、纵弯、扭曲和翘曲等几种，主要原因是各部位的收缩不同、不同组织间（如木射线与纤维素、心
边材）的收缩差及其局部塌陷而引起的。
（5）变色：
木材经干燥后都不同程度地会发生变色现象，有的比较严重。
变色有两种：
一种是由于变色菌、腐朽菌的繁殖而发生了变色；
一种是由于木材中含有的成分在湿热状态下酸化而造成的变色。
用高温干燥含水率高的木材时往往会使木材的颜色加深或变暗；
有时也会因喷
蒸处理时湿度过大或干燥室长期未清扫而使木材表面变黑。
4、木材干燥的基本原则是什么？
木材干燥的基本原则是在保证干燥质量的前提下提高干燥速度，节约能源消耗，降低干燥费用。
干燥质量是指：
必须使被干木材的含水率及干燥均匀度能满足加工工艺的要求；
还必须保持木材的完整性、不发生工艺规范所不容许的缺陷，不削弱木材及其制品所应有的性质。
干燥速度是指：
在单位时间内木材含水率降低的程度。
干燥速度越快（或干燥周期越短），所需要的干燥设备与投资越少，生产率也就越高，干燥费用越少。
生产上选用干燥设备时，应根据被干木材的树种、规格、数量、用途和生产单位的现实条件等。
对于现代化木材干燥室要求在工艺上能保证干燥介质的温度、湿度和气流速度、堆装的被干成材所受到的外部条件基本相同，以达到均匀干燥的目的，在操作上要安全可靠、控制灵活、工人的劳动强度小。
设备投资少、占地小、见效快，节约能源，同时还应尽可能地减少对周围环境的污染。
5、木材干燥的基本原理是什么？
木材中的水分主要有自由水和吸着水两种。
存在于由细胞腔组成的大毛细管系统内的水分叫做自由水，它的增减只影响木材的重量，而不影响木材的性质；
存在于细胞壁组成的微毛细管系统内的水分叫做吸着水，它的变
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