自由水、吸着水与木材烘干

 高温热泵烘干机厂家   2019-03-17 13:12   113 views 人阅读  0 条评论

自由水、吸着水与木材烘干

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。

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。

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。以下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(℃) 20 60 120

纤维饱和点(℃) 30 26 18

从中可以看出,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。

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。

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