木材干燥曲線

當木材在一定的溫度和濕度的氣態(tài)介質中干燥時，若每隔一定時間測定木材含水率的變化，并且以時間為橫座標，以含水率為縱座標畫出的曲線圖，叫做干燥曲線（圖1-2）。

在干燥曲線圖上可以分析干燥過程。木材干燥的全過程可以分為三個階段。

         預熱階段 曲線圖上的AB階段是木材的預熱階段。在此階段內一方面提高干燥窯內介質溫度，同時要把它的濕度提高到90-100%。目的是暫時不讓木材中的水分向空氣中蒸發(fā)，從表層到中心均勻地把溫度提高到干燥基準上要求的值。預熱所需要的時間依樹種和鋸材的厚度而異。

經過預熱以后，木材的溫度和含水率沿斷面分布均勻一致，此時就可以按照預定的干燥基準降低介質的溫度和濕度，開始進行干燥過程。

等速干燥階段 曲線圖中向下傾斜的直線BC表示等速干燥階段。此階段是自由水蒸發(fā)時期。只要介質的溫度、濕度和循環(huán)速度保持不變，含水率的降低速度也保持不變。由于木材表層的自由水蒸發(fā)完畢后，內部還有自由水，所以，曲線圖上向下傾斜直線線段的終了，并不等于說木材內的自由水已經完全排除干凈。

在等速干燥階段內，空氣溫度越高，濕度越低，自由水蒸發(fā)越強烈，若氣流以較大的速度吹散并破壞木材表面上的飽和蒸汽邊界層，則蒸發(fā)速度將相應得到提高。

減速干燥階段 自由水蒸發(fā)干凈以后，吸著水開始蒸發(fā)，隨著吸著水的蒸發(fā)，蒸發(fā)過程逐漸向微毛細管部分深入，微毛細管系統(tǒng)對吸著水吸附力越大，水分蒸發(fā)時所需吸收的熱量越多，干燥過程的時間越長，含水率降低的速度也越慢。因此，纖維飽和點以下的干燥階段叫減速干燥階段，曲線圖上的CD線段即表示該階段。

在減速干燥階段，要提高水分蒸發(fā)速度必須提高介質溫度，降低濕度并保持較高的氣流循環(huán)速度。但是水分蒸發(fā)速度受木材內部水分傳導速度的制約，而且內部水分傳導速度決定了總的木材干燥速度。

木材干燥時內部水分的移動

木材中的水分在一定條件下可在木材內部移動，這稱為木材的水分傳導性。水分可以順纖維方向移動而從木材兩端排出，也可以橫跨纖維方向從木材側面排出，就大多數(shù)板材而言，長度遠大于厚度寬度。板材的側面積遠大于端面積。因此盡管水分順纖維傳導比橫跨纖維的傳導為易，但對木材干燥起決定作用的是橫跨纖維的傳導。

木材干燥過程中，木材內部水分移動的動力主要是含水率梯度和溫度梯度。

    木材表面水分的蒸發(fā)總是在一定的溫度、濕度和氣流速度下進行。在一般情況下，干燥窯內空氣的濕度總是小于100%，而空氣的溫度則大大高于常溫。因此空氣的平衡含水率低于木材表面的含水率，木材表面的水分就會向空氣中蒸發(fā)。木材表面水分蒸發(fā)的快慢取決于空氣的溫度和濕度。當空氣溫度升高或濕度降低時，木材表面水分蒸發(fā)速度就加快；反之，空氣溫度越低，濕度越大，表面水分蒸發(fā)的速度就慢。

 
        木材表面的循環(huán)氣流速度對木材表面水分蒸發(fā)也有重要影響。如果木材表面空氣不是流動的，則隨著水分的蒸發(fā)，很快會在木材表面出現(xiàn)一個不流動的飽和水蒸汽薄膜，稱為界層，其相對濕度為100%。它把木材表面包圍著，木材表面水分要繼續(xù)蒸發(fā)只能靠緩慢的擴散作用穿過界層才能進入空氣中。同時界層也阻礙了熱的傳遞，從而使干燥速度減慢。為此需要加大木材表面的氣流循環(huán)速度，吹散木材表面的水蒸汽飽和層，使木材表面的水分蒸發(fā)速度能繼續(xù)保持在適當?shù)姆秶鷥取?/font>
木材表面水分蒸發(fā)還與木材的含水率有關，當木材含水率在纖維飽和點以上時，即以蒸發(fā)自由水為主的期間，蒸發(fā)面位于木材表面及稍下的各層，在此期間若空氣的溫度、濕度不變，則水分蒸發(fā)強度不變。當自由水蒸發(fā)完畢，吸著水已開始蒸發(fā)時，水分蒸發(fā)便逐漸由木材表面移入木材內部，轉變?yōu)橐晕恼舭l(fā)為主，單位質量水分蒸發(fā)所需要熱量越來越多，而蒸發(fā)強度則趨于減少。