影响木材干燥速度的因素

——访富顺干燥设备厂厂长 王贵富

“干燥大王”王贵富是业内木材干燥方面的行家里手

　　在木材干燥过程中，一方面木材内部的水分向表面移动，另一方面木材表面水分向干燥介质中蒸发。在木材水分向外移动的同时，还有温度逐步向木材中心渗透，造成温度向内的一种压应力和水分向外的一种张应力，必须兼顾两者，协调促进这两方面的移动，才能合理地加快干燥速度。

　　影响木材干燥速度的因子有外因和内因两方面。外因包括干燥介质的温度、湿度和气流循环速度；内因包括木材的树种、厚度、含水率、心边材和纹理方向等。

　　外在因素

　　1、温度

　　温度是影响木材干燥速度的主要因素。温度升高，木材中水分压力升高，液态自由水的粘度降低，有利于促进木材中水分的流动和扩散；同时干燥介质的容湿能力提高，加快木材表面水分的蒸发速度。但值得注意的是如果温度过高，会引起木材的开裂和变形、降低力学强度、变色等，应适当控制。

　　2、湿度

　　相对湿度是影响木材干燥速度的重要因子。在温度与气流速度相同的情况下，相对湿度越高，介质内水蒸气分压越大，木材表面的水分越不易向介质中蒸发，干燥速度越慢；相对湿度低时，表面水分蒸发快，表层含水率降低，含水率梯度增大，水分扩散势等增大，干燥速度快。但相对湿度过低，会造成开裂及蜂窝裂等干燥缺陷问题的发生甚至加重。

　　3、气流循环速度

　　气流循环速度是另一个影响木材干燥速度的因素。高速气流能破坏木材表面上的饱和蒸汽界层，从而改善介质与木材之间传热、传质条件，加快干燥速度。对于难干材或当木材含水率较低时，木材内部水分移动决定着干燥速度；通过提高大介质流速来加快表面水分的蒸发速度没有实际意义，反而会加大含水率梯度，增大产生干燥缺陷的危险性。所以，难干材不需要很大介质循环速度。

　　上述三个因素是可以人为控制的外因，控制得当，可在确保木材干燥质量的前提下加快干燥速度。例如，干燥针叶材或软阔叶材薄板时，因木材内部水分移动较易，可适当提高干球温度、降低介质湿度、提高气流循环流速，以加快干燥速度；但干燥红木木材或厚板时，宜采用较低的温度、较高的湿度和较小的气流循环速度，以免产生干燥缺陷。

　　内在因素

　　1、木材树种及构造特征

　　不同树种的木材具有不同的构造，它的纹孔大小与数量，以及纹孔膜上微孔的大小都有很大差异，因此水分沿上述路径移动的难易程度有别，即木材树种是影响干燥速度的主要内因。由于环孔硬阔叶树材（例如酸枝木）导管和纹孔中充填物多、纹孔膜上微孔的直径小，所以其干燥速度明显小于散孔阔叶树材；在同一树种中，密度增大，大毛细管内水分流动阻力增大，细胞壁内水分扩散路径延长，难于干燥。

　　2、木材厚度

　　木材常规干燥过程可近似认为是沿材厚方向的一维传热传质过程，厚度增加，传热传质距离变长、阻力加大，干燥速度明显下降。

　　3、木材含水率

　　纤维饱和点之下，随着含水率的降低，吸着水的横向扩散系数减小，而水蒸气在细胞腔中的扩散系数则增大，由于干燥过程中水蒸气在细胞腔中扩散所占比例不大，含水越低水分扩散路径越长，所以含水率越低越难干燥。

　　4、木材心边材

　　阔叶树心材细胞中内含物较多，针叶树心材中的纹孔多数是闭塞的，所以心材较边材难干燥。

　　5、木材纹理方向

　　木射线有利于水分传导，沿木材径向的水分传导比沿弦向约大15%～20%，所以，弦切板通常比径切板干燥速度快。

　　虽然内因无法控制，但是只要根据木材的特性因势利导，合理利用干燥设备和技术，同样可以提高干燥速度，既能减少不必要的损失，又能在保持木材材性的前提下提高干燥效果。（原载于《中国红木古典家具》杂志2011年第二期，整理：林世洪）