木材干燥学（第二版）

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丛书名：普通高等教育“十三五”规划教材 普通高等教育“十一五”国家级规划教材

• 作者：高建民，王喜明主编
• 出版时间：2019/1/1
• ISBN：9787030575364
• 出 版 社：科学出版社

适用读者:本书适用于木材料科学与工程、家居设计与人居工程及相关专业学生企业生产技术人员

• 中图法分类：S781.71 
• 开本：16开
• 字数：(单位：千字)

内容简介

“木材干燥学”以锯材干燥为主要研究对象，内容包括木材干燥介质、木材的干燥特性、木材干燥过程中的热质传递规律、木材常规干燥设备和工艺、木材干燥过程的控制及其他特种木材干燥方法的原理、设备和工艺等。《木材干燥学》教材是在现有教材和**研究成果的基础上，结合当前各高等农林院校教学改革和创新人才培养方案，根据多年的教学积累和实践编写的。教材内容反映了当前科技发展的较新成果和信息，凝聚了大量生产实践经验，文字简明易懂。

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目 录

目录
前言
第1章 绪论 1
1.1 木材干燥学概述 1
1.1.1 木材干燥学研究的对象和内容 1
1.1.2 木材干燥的基本原理 1
1.1.3 木材干燥的意义 2
1.2 木材的干燥方法 2
1.2.1 木材大气干燥 2
1.2.2 木材人工干燥 3
1.3 我国木材干燥技术进展与发展趋势 4
1.3.1 我国木材干燥技术进展 4
1.3.2 我国木材干燥面临的形势 5
1.3.3 我国木材干燥技术的发展趋势 5
思考题 6
主要参考文献 6
第2章 木材干燥介质与热载体 7
2.1 水 7
2.2 过热蒸汽 7
2.2.1 水蒸气的状态 7
2.2.2 水蒸气的性质及其参数 8
2.3 湿空气 12
2.3.1 湿空气的性质 12
2.3.2 湿空气的状态参数 12
2.3.3 焓湿图 16
2.3.4 湿空气的基本热力过程 19
2.3.5 工程应用举例 22
2.4 炉气（生物质燃气） 24
2.4.1 木废料的化学成分 24
2.4.2 木废料的燃烧 24
2.4.3 木废料的发热量 25
2.4.4 木废料燃烧所需空气量 25
2.4.5 炉气的生成量 25
2.4.6 炉气含有的水蒸气量 26
2.4.7 炉气的湿含量 26
2.4.8 炉气的热含量和温度 26
2.5 导热油 26
本章 重点 27
思考题 27
主要参考文献 27
第3章 木材与水分的关系及其性质 28
3.1 木材中的水分 28
3.1.1 木材中水分的由来 28
3.1.2 水分含量的计算和测定 28
3.1.3 木材干湿程度的分级 29
3.2 木材与水分的关系 29
3.2.1 湿物体的分类 29
3.2.2 木材中的各级毛细管系统及其对水分的束缚作用 29
3.2.3 纤维饱和点及木材的吸湿性 29
3.2.4 平衡含水率及其应用 30
3.3 木材的干缩湿胀 32
3.3.1 木材的干缩湿胀现象 32
3.3.2 木材干缩的各向异性 34
3.4 木材的弹性、塑性和流变学特性 34
3.4.1 木材的弹性 34
3.4.2 木材的塑性 35
3.4.3 木材的流变学特性 35
3.4.4 木材的弹性和塑性的相互转换 35
3.5 木材的电学、声学和热学特性 36
3.5.1 木材的电学性质 36
3.5.2 木材的声学性质 37
3.5.3 木材的热学性质 38
3.6 木材构造、性质与木材干燥特性的关系 39
3.6.1 树种 39
3.6.2 木材的三个方向 39
3.6.3 边心材差异 39
3.6.4 木射线、轴向薄壁组织 40
3.6.5 应力木、幼龄材 40
3.6.6 斜纹 40
3.6.7 变色 40
思考题 40
主要参考文献 40
第4章 木材干燥过程的物理基础 41
4.1 热转移的基本规律 41
4.1.1 热传导 41
4.1.2 热对流 42
4.1.3 热辐射 42
4.2 质转移的基本规律 43
4.2.1 多孔固体中流体流动（渗流）的基本规律 43
4.2.2 多孔固体中流体扩散的基本规律 45
4.2.3 湿物体表面液体蒸发的基本规律 46
4.3 木材对流加热与冷却 47
4.3.1 干燥室壳体的热损失 47
4.3.2 木材干燥对流换热过程与基本规律 48
4.4 木材非对流加热 52
4.4.1 电介质加热 52
4.4.2 辐射加热 54
4.5 木材中水分的移动 55
4.5.1 纤维饱和点以上时木材中水分的移动 55
4.5.2 纤维饱和点以下时木材中水分的迁移 59
4.5.3 木材的水分蒸发 61
4.6 木材在气体介质中的对流干燥过程 62
4.6.1 含水率高于纤维饱和点的干燥过程 63
4.6.2 含水率低于纤维饱和点的干燥过程 63
4.6.3 影响木材干燥速度的因子 63
4.7 木材干燥应力与应变 64
4.7.1 木材干燥应力应变产生的机理 64
4.7.2 干燥应力的检测 67
4.7.3 应变理论的新发展 67
4.7.4 木材干燥应力的消除 68
4.8 木材干燥时间的理论计算 68
4.8.1 木材干燥时间的理论确定 68
4.8.2 木材干燥时间的参考确定 73
思考题 76
主要参考文献 76
第5章 木材干燥设备 77
5.1 木材干燥室的分类 77
5.1.1 常规干燥设备的分类 77
5.1.2 常规干燥设备的型号命名 78
5.2 典型常规干燥室的结构 81
5.2.1 顶风机型干燥室 82
5.2.2 侧风机型干燥室 83
5.2.3 端风机型干燥室 83
5.2.4 木材干燥室类型的分析 83
5.2.5 木材干燥室内空气的流动特性 85
5.3 干燥室壳体结构和建筑 86
5.3.1 砖混结构室体 86
5.3.2 金属装配式室体 87
5.3.3 砖混结构铝内壁室 87
5.3.4 大门 88
5.4 干燥室设备 88
5.4.1 供热与调湿设备 88
5.4.2 气流循环设备 93
5.4.3 木材的运载装卸设备 96
5.5 干燥设备的维护与保养 99
5.5.1 干燥设备的正确使用和保养 99
5.5.2 干燥室壳体的防开裂措施 99
5.5.3 壳体防腐蚀措施 100
5.5.4 室内设备的防腐蚀措施 100
5.6 简易型常规干燥设备举例 101
思考题 103
主要参考文献 103
第6章 木材常规干燥工艺 104
6.1 干燥前的准备 104
6.1.1 干燥室壳体和设备的检查 104
6.1.2 木材的堆积 104
6.1.3 干燥前的预处理 105
6.1.4 检验板 107
6.2 干燥基准 111
6.2.1 干燥基准简介 111
6.2.2 干燥基准的编制方法 114
6.2.3 干燥基准的选用 116
6.3 干燥过程的实施 118
6.3.1 预热阶段 118
6.3.2 干燥阶段 118
6.3.3 终了阶段 119
6.3.4 木材干燥操作过程及注意事项 120
6.3.5 木材干燥工艺举例 121
6.4 木材干燥质量的检验 126
6.4.1 干燥木材的干燥质量指标 126
6.4.2 干燥木材含水率 127
6.4.3 干燥木材可见干燥缺陷的检测 129
6.4.4 干燥木材的验收 130
6.5 干燥后木材的保管 131
6.5.1 户外贮存 131
6.5.2 暂时或短暂保护 131
6.5.3 敞棚 131
6.5.4 常温密闭仓库 131
6.5.5 加温密闭仓库 132
6.6 木材干燥的缺陷及预防 132
6.6.1 干燥缺陷的类型 132
6.6.2 干燥缺陷产生的原因及其预防 133
思考题 135
主要参考文献 135
第7章 木材干燥过程控制 136
7.1 概述 136
7.1.1 干燥过程中监控参数及主要影响因子 136
7.1.2 木材干燥监测与控制系统的要求 137
7.2 木材干燥过程监控参数测量 137
7.2.1 干燥介质温度和湿度 137
7.2.2 木材干燥应力 140
7.2.3 干燥过程中木材温度监测 140
7.3 木材干燥控制系统 141
7.3.1 手动控制 142
7.3.2 半自动控制 143
7.3.3 全自动控制 144
7.3.4 木材干燥远程控制技术 148
思考题 150
主要参考文献 150
第8章 木材大气干燥 151
8.1 大气干燥的原理和特点 151
8.2 大气干燥的木材堆积 151
8.2.1 板院 151
8.2.2 材堆 152
8.3 大气干燥的干燥周期 156
8.3.1 影响大气干燥速度和周期的因素 156
8.3.2 干燥周期 156
8.4 强制气干 158
8.5 大气干燥过程中的缺陷及预防 158
思考题 159
主要参考文献 159
第9章 木材太阳能干燥 160
9.1 我国的能源状况与太阳能利用 160
9.1.1 我国的能源及环境状况 160
9.1.2 太阳能及其在我国的分布情况 160
9.2 太阳能集热器 163
9.2.1 太阳能集热器的分类 163
9.2.2 典型的平板型集热器结构组成 164
9.2.3 太阳能空气集热器 165
9.2.4 集热器的基本能量平衡方程 165
9.2.5 集热器面积的确定 166
9.2.6 拼装式平板型空气集热器 166
9.3 木材太阳能干燥室 168
9.3.1 温室型太阳能干燥室 169
9.3.2 半温室型太阳能干燥室 169
9.3.3 集热器型太阳能干燥室 170
9.3.4 带辅助热源的太阳能干燥室 170
9.4 木材太阳能干燥工艺 171
9.5 木材太阳能干燥的实用性 174
9.5.1 太阳能干燥节能环保 174
9.5.2 太阳能干燥室设计有一定的灵活性 174
9.5.3 采用间歇式低温室干工艺对树种有较大的适应性 174
9.5.4 可以用于木材预干或强制气干 174
思考题 175
主要参考文献 175
第10章 木材除湿干燥 176
10.1 主要设备和工作原理 176
10.1.1 除湿干燥设备 176
10.1.2 除湿干燥的原理 180
10.2 除湿干燥工艺 181
10.2.1 除湿干燥工艺基准 181
10.2.2 干燥温度和湿度 183
10.2.3 干燥时间 183
10.2.4 除湿机功率的选择 183
10.2.5 干燥质量 184
10.2.6 能耗分析 184
10.2.7 使用除湿干燥工艺基准的注意事项 184
10.2.8 除湿干燥工艺示例 185
10.3 除湿干燥的经济性和实用性 186
10.3.1 投资和干燥成本分析 186
10.3.2 除湿干燥的优缺点及适用范围 187
思考题 187
主要参考文献 187
第11章 木材真空干燥 188
11.1 真空干燥的原理与分类 188
11.1.1 真空干燥的原理 188
11.1.2 真空与真空度 188
11.1.3 真空度与水的沸点温度 188
11.1.4 真空环境中的传热传质特点 189
11.1.5 真空干燥的分类 189
11.2 真空干燥设备组成 190
11.2.1 干燥筒 190
11.2.2 真空泵 190
11.2.3 加热系统 190
11.2.4 控制系统 191
11.3 真空干燥工艺 192
11.3.1 对流加热间歇真空干燥工艺 192
11.3.2 热板加热连续真空干燥工艺 193
11.3.3 真空过热蒸汽干燥 194
思考题 195
主要参考文献 195
第12章 木材热压干燥 196
12.1 锯材热压干燥 196
12.1.1 热压干燥设备 196
12.1.2 热压干燥工艺 196
12.1.3 热压干燥特点与应用 197
12.2 木材单板的热压干燥 198
12.2.1 单板热压干燥设备与工艺 198
12.2.2 单板热压干燥的实用性分析 199
思考题 199
主要参考文献 199
第13章 木材微波干燥和高频干燥 200
13.1 木材微波与高频干燥的基本原理 200
13.2 木材微波与高频干燥特点 200
13.3 木材高频干燥设备与工艺 201
13.3.1 木材高频干燥设备 201
13.3.2 木材高频干燥工艺 202
13.4 木材微波干燥设备与工艺 204
13.4.1 木材微波干燥设备 204
13.4.2 木材微波干燥工艺 205
13.4.3 影响木材微波干燥的因素 206
思考题 207
主要参考文献 207
第14章 木材高温干燥与热处理 208
14.1 湿空气高温干燥 208
14.2 过热蒸汽干燥 211
14.2.1 过热蒸汽处理的应用及特点 211
14.2.2 常压过热蒸汽干燥 212
14.2.3 压力过热蒸汽干燥 213
14.3 高温干燥对设备性能的要求 217
14.4 高温干燥对木材性质的影响 217
14.4.1 高温干燥对木材化学组分及结晶特征的影响 217
14.4.2 高温干燥对木材吸湿性的影响 217
14.4.3 高温干燥对木材收缩的影响 218
14.4.4 高温干燥对木材力学性质的影响 218
14.5 高温干燥的特点及其适用范围 218
14.6 木材高温热处理 219
14.6.1 木材高温热处理的定义及特点 219
14.6.2 木材高温热处理的方法和工艺 220
14.6.3 影响热处理材质量的因素与热解机制 224
思考题 227
主要参考文献 227
第15章 木材联合干燥技术 228
15.1 气干-常规联合干燥 228
15.2 常规-除湿联合干燥 228
15.2.1 常规与除湿干燥的优点与局限性 228
15.2.2 常规-除湿联合干燥能耗分析 228
15.3 高频-真空联合干燥 229
15.3.1 高频-真空联合干燥概述 229
15.3.2 高频-真空联合干燥装置 229
15.3.3 高频-真空联合干燥工艺 229
15.4 高频-对流联合干燥 231
15.5 太阳能-热泵联合干燥 231
15.5.1 太阳能-热泵联合干燥的工作原理 231
15.5.2 太阳能供热系统的性能 232
15.5.3 太阳能-热泵联合干燥示例 233
15.5.4 太阳能-热泵联合干燥的经济分析 233
思考题 234
主要参考文献 234
第16章 木材干燥设备选型及性能检测 235
16.1 木材干燥设备选型 235
16.1.1 木材干燥设备的基本要求 235
16.1.2 被干燥木材的质量要求 235
16.1.3 企业生产规模要求 235
16.1.4 能源要求 236
16.1.5 常规窑干设备的选型 236
16.2 木材干燥设备性能检测 237
16.2.1 风速、风压、风量的测量 237
16.2.2 蒸汽流量的测量 238
16.2.3 木材室干的热平衡测试 242
主要参考文献 243
第17章 木材干燥室的设计 244
17.1 干燥室设计的理论计算 244
17.1.1 设计任务和依据 244
17.1.2 室型选择与干燥室数量的计算 244
17.1.3 周期式空气干燥室的热力计算 246
17.1.4 干燥室的气体动力计算 250
17.1.5 进气道和排气道的计算 252
17.2 周期式顶风机型空气干燥室计算示例 253
17.2.1 设计条件 253
17.2.2 干燥室数量的计算 253
17.2.3 热力计算 254
17.2.4 空气动力计算 256
17.2.5 通风机的选择及其所需要的功率 258
17.2.6 进、排气道的计算 258
主要参考文献 258
第18章 木材干燥学课程实验 259
18.1 木材初含水率的测定 259
18.1.1 目的 259
18.1.2 内容 259
18.1.3 方法 259
18.1.4 要求 259
18.2 分层含水率的测定 259
18.2.1 目的 259
18.2.2 内容 259
18.2.3 方法 259
18.2.4 要求 259
18.3 常规室干过程中木材含水率的测量 259
18.3.1 内容 259
18.3.2 方法 259
18.4 木材平衡含水率的测定实验 261
18.4.1 目的 261
18.4.2 内容 261
18.4.3 方法 261
18.4.4 要求 261
18.5 木材导热系数的测定实验 261
18.5.1 目的 261
18.5.2 内容 261
18.5.3 方法 262
18.5.4 要求 262
18.6 干燥介质温度、相对湿度及流动速度的测定 263
18.6.1 目的 263
18.6.2 内容 263
18.6.3 方法 263
18.6.4 要求 264
18.7 木材干燥质量检验与分析实验 264
18.7.1 干燥木材的干燥质量指标 264
18.7.2 干燥锯材含水率检验 265
18.7.3 干燥锯材应力指标用应力检验板检测方法 266
18.7.4 干燥木材可见干燥缺陷的检测 267
18.8 木材干燥基准的编制实验 267
18.8.1 目的 267
18.8.2 内容 267
18.8.3 方法 268
18.8.4 干燥基准 270
18.8.5 干燥时间 270
18.8.6 要求 271
附录1 湿空气热力学性质表 272
附录2 常压状态(0.1013MPa)湿空气参数图 280
附录3 我国300个主要城市木材平衡含水率气象值 281
附录4 中国主要木材树种的木材密度与干缩系数 288
附录5 针叶树锯材干燥基准表 294
附录6 阔叶树锯材室干基准表 295