木材干燥時的傳熱ppt課件(更新版)

　　

【正文】 FSP的內(nèi)部兩個區(qū)域 。 如果木材表面的水蒸氣分壓為 Pw ， 周圍介質(zhì)中的水蒸氣分壓 Pv那么： ? 當 Pw Pv時 ， 木材表面的水分向外蒸發(fā) ? 當 Pw Pv時 ， 木材表面的將從周圍介質(zhì)中吸收水分 當木材表面的水蒸氣分壓大于周圍空氣，且周圍空氣的相對濕度小于 100%時，水分蒸強度 i可用下式計算： 式中： i— 木材表面的水分蒸發(fā)強度 ， kg/(m2 h ) ( 7 54) 大氣壓力下，自由水表面的水分蒸發(fā)強度 i近似用道爾頓公式計算： 水蒸氣壓力差 (POPv)稱為蒸發(fā)勢，它的確定比較困難，可用干、濕球溫差Δ t=ttm即干燥勢代替比較方便，當水蒸氣分壓 Pv60kPa時，兩者的關系為： )(0 vv PtPP ????? P a 因此有： )0 0 0 ( vPtBi ????? k g / ( m 2 具體如下： ? 木材的水分橫向擴散系數(shù)的最大值均在 FSP附近 ，并隨著吸著水含水率的降低而減小 。 若木材經(jīng)過加熱處理 ， 在隨后的短暫干燥過程中 ， 木材內(nèi)各部分的溫度相差不大 ， 這時的水分擴散可以近似認為是等溫擴散 。 毛細管張力隨半徑的縮小而急劇增加 ， 當毛細管半徑 r很小時 ， 將產(chǎn)生很大的毛細管張力 ， 對細胞壁產(chǎn)生很大的吸引力 ， 會引起干燥時木材的皺縮 ， 紋孔閉塞等 。 一、木材內(nèi)部水分的移動 (一 )水分移動的途徑 通過大毛細管系統(tǒng)路徑 由毛細管張力作用引起，液態(tài)自由水沿細胞腔和細胞壁上的紋孔作毛細管運動。 第二節(jié) 干燥過程中木材內(nèi)部分的移動和表面水分蒸發(fā) 流體穿過木材的遷移分為兩種類型： (1)體積流或質(zhì)量流 ， 即流體在毛細管壓力梯度的作用下 ， 穿過木材組織孔隙的流動 。 例：設有一木材干燥窯由兩磚夾一保溫層構(gòu)成，內(nèi)外墻用紅磚，厚度為 240mm，導熱系數(shù)為 λ ＝℃ 。 穩(wěn)態(tài)導熱 :若溫度場內(nèi)各點的溫度不隨時間而變化，即為穩(wěn)態(tài)溫度場，穩(wěn)態(tài)溫度場對應的導熱為穩(wěn)態(tài)導熱。 nt????? 傅立葉定律 傅立葉定律為熱傳導的基本定律，表示通過等溫表面的導熱速率 (Q)與溫度梯度及傳熱面積 (S)成正比，用數(shù)學表示如下： 傳熱密度：單位面積的導熱速率。 已知 :干燥窯建于廣州，窯內(nèi)介質(zhì)溫度 t1 =80 ℃ ，窯外溫度 t2 =10℃ 。 木材的滲透性又與其孔隙率有關 ， 木材流體滲透性的高低 ，無論針葉材或闊葉材 ， 種間或種內(nèi) ， 均與密度無關 ， 影響滲透性高低的諸因素中 ， 最主要因素為有效紋孔膜微孔半徑和數(shù)量。發(fā)生在 FSP以下，如圖 7－ 6b1。 由于木材干燥時，木材表層水分蒸發(fā)最快，靠近表面的管胞腔中存在的自由水較少，而管胞錐形端部毛細管半徑 r2較小，因而毛細管張力增大。 水分擴散觀念的爭議 水分擴散的傳統(tǒng)觀念都認為水分濃度梯度 (或含水率梯度 )和溫度梯度是水分擴散的動力 。 二、木材表面的水分蒸發(fā) 表面含水率大于 FSP時的水分蒸發(fā) 當木材表面含水率大于 FSP時 ， 木材表面水分蒸發(fā)與 自由水 表面的蒸發(fā)相似 。 Δ t––干濕球溫差（ ℃ ） B ––水發(fā)蒸發(fā)系數(shù)， 當氣流方向平行于蒸發(fā)面及溫度在 60~250℃ 時， 蒸發(fā)系數(shù) (B)為： ?0 0 1 0 1 ??B ( 7 56) 式中： ω— 蒸發(fā)表面上的氣流速度 ， m/s 當氣流方向垂直于蒸發(fā)面時 ， 蒸發(fā)系數(shù)加大一倍 。 橫斷面上的含水率分布如圖 7－ 15（ a）曲線 0，在干燥曲線上 如圖 715b的 0a段。 內(nèi)層含水率 FSP， 水分在毛細管張力差作用下 ， 自由水由內(nèi)向外移動到 （ 蒸發(fā)面 ） 濕線 ， 一部分水分蒸發(fā)為水蒸氣向外擴散 ， 另一部分水分以液態(tài)形式在外層的細胞壁內(nèi)向外擴散 。 隨著吸著水含水率的降低 ， 干燥速度越來越慢 ， 干燥曲線越來越平緩 ， 如圖 715b的 cd段 。 以上三個因子又稱為 干燥三要素 內(nèi)因 樹種 木材厚度 木材含水率 心 、 邊材 徑 、 弦向 第四節(jié) 木材干燥時的應力與變形 一、應力、應變產(chǎn)生、發(fā)展的基本要點 應力產(chǎn)生的原因 (1) 含水率梯度引起的干燥應力 (內(nèi)外層干縮不一致引起的應力 ) 木材中任何一部分的含水率降低到 FSP以下時 ， 就要產(chǎn)生干縮 ， 但受到其他部分的制約 ，不能正常干縮 ， 而產(chǎn)生拉伸應力 。 (3) 全應力 全應力 =彈性應力 +殘余應力 在干燥過程中 ， 影響干燥質(zhì)量的是全應力 ， 干燥結(jié)束后影響干燥質(zhì)量的是殘余應力 。由于木材內(nèi)外層是一整體，又由于作用力與反作用力關系，內(nèi)部各層受壓應力。 若此階段從木料中取應力試片剖成梳齒形 ， 那么各層的梳齒在剛鋸開時一樣長 ， 且梳齒平直 。 三、木材徑弦向干縮不一致引起的應力與變形 木材干縮分三種情況分析： ? 徑切板 ? 弦切板 ? 帶髓心的方材 1 、徑切板 ? 徑切板兩個板面都是徑向，干縮均勻，不會引起附加的應力和變形。 (如圖 719b所示 ) 四 .干燥應力的測量 傳統(tǒng)的干燥 應力測量方法有： (1) 切片法 (2)應力梳齒法 第六節(jié) 干燥窯內(nèi)空氣流動特性 一 、 干燥窯長度上空氣的均勻分配 干燥窯長度上均勻分配空氣的方法有： 如頂部風機干燥窯 ，利用配氣道在干燥窯長度上均勻配氣。 相關設計資料可參考趙壽岳 （ 1996年 ） 的資