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空气循环对于木材加工的效用

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空气循环对于木材加工的效用

发布日期:2016-07-21 16:27 来源: 点击:

  窑干时,需要持续不断的空气循环以便将热量传送到被干木材,同时将木材所蒸发的水分带离村面。为提高干燥效率,此循环气流在通过材堆之前必须不断地予以“调整”,使其温度与湿度有利于水分移动。再者,此循环气流的运动速度亦必须够快,傅使木材表面水分能有效地蒸发。当干而热的气流通过材堆之后,自会变得较凉而潮湿。

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  如果风速不够强,则材堆(pile,load,lumber stack)中间的干燥条件必会偏离控制室(仪表)内所设定标准,降低了干燥速度,高风速同时也可以减少窑内的循环死角(dead spots)促进均匀干燥。重庆木材加工干燥时,其表面之水分并未直接进入主要的人工气流(air stream)。在此人工气流(即循环气流)与木材之间尚存有一层运动缓慢并呈饱和状态的薄膜称作“境界层” (boundar layer)。此境界层之蒸气压力比人工气流高出甚多甚多,对木材水分蒸发具有极大影响。所以,为维持所希望的干燥速度,尽快将境界层内的水分移走至为重要;此可籍控制人工气流的循环速度以达成。

  急速的循环气流可减少境界层之影响,因此在干燥初期当材面甚湿需要蒸发和移除时,采用高速循环气流比较有利。当木材含水率接近纤维饱和点时,水分的扩散作用成为干燥速率的限制因子(limiting factor)。由于水分扩散至材面速度较慢,境界层之蒸气压力变低,故无需藉高速循环气流来移除较少量的蒸发水分。

  换言之,当木材含水率降低接近纤维饱和点时,风速对蒸发率之影响亦减弱;最好降低风速(循环气流)以节省能源。为达此一目的,循环系统可使用变速马达,干燥初期采用高速,中期以后采用低速。

  近年来一般干燥工厂多偏爱高速循环气流,故而增加风扇直径和马达转速,以及加宽材堆与窑壁间的信道。但应了解,电力消耗与风速之立方成正比。

  风速对热移转(heat transfer)的速率亦稍具影响,唯当木材之含水率低于FSP时其影响力更为减弱。热移转速率主要是受温差(人工气流与木材表面问)影响,而蒸发率又对温差具某种程度的影响。假如风速不变,则自人工气流到木材表面的热移转速率大概与温差成正比。

  在初期,木材很湿(含水率甚高),木材表面与人工气流之温差与湿球差相等。此时大量热传至木材表面用以蒸发自由水,热移转速率达到最高峰。稍后,每块木材的内层亦逐渐到达FSP,木材温度渐与人工气流相等,而热移转速率亦随之降低。继续干燥,当含水率低于FSP时,热移转速率更进一步降低以致影响到干燥速度,此时必须提高温度才能保持适当的干燥速度;风速对干燥速度极少作用。此即在干燥末期需要提高温度降低风速的原因。


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