结合力,使水分气化为蒸汽进入周围的过热蒸汽气流中,再利用风机强制循环将水分带走,从而达到干燥的目的。
f22木材高温过热蒸汽干燥过程中的传热特征木材中的水分由自由水和结合水组成,自由水存在于细胞腔和细胞间隙组成的大毛细管系统中,与液态水的性质接近。吸着水(结合水)存在于细胞壁中,与细胞壁无定型区中的羟基形成氢键结合。不难得出,木材单位时间内的传热量大小主要受对流换热系数和蒸汽与木材表面之间温差的影响。需要注意的是在加热阶段,当木材温度很低或蒸汽过热量不足时,蒸汽会凝结成小水滴附着在木材表面,释放大量潜热,不能应用以上公式。此时,过热蒸汽的热传递较热风干燥要弱。当干燥介质超过一定温度时,有些学者称其为“逆转点”,过热蒸汽的对流换热系数大于热空气,木材的干燥速率将超过常规干燥。在不产生木材缺陷的前提下,提高过热蒸汽的温度,尽可能地增大干燥介质与木材之间的温度梯度,可显著提高传热效率,进而提高干燥效率。这也是我们经常称过热蒸汽干燥为“高温过热蒸汽干燥”的原因,如果干燥的温度没有达到逆转点,此种干燥方法将失去实施的意义,目前逆转点的经验值在170℃~220℃之间。23木材过热蒸汽干燥过程中的传质特征木材内外干燥析出的水分转移到过热蒸汽气流的过程,即传质过程。木材干燥水分的迁移分为两个阶段,当木材的含水率在纤维饱和点以上时,主要是自由水在毛细管张力差与水蒸气压力差的作用下,沿大毛细管路径迁移,流动至木材表面,其难易取决于木材的渗透性;当木材的含水率低于纤维饱和点,在含水率梯度、蒸汽压
f梯度、温度梯度的作用下,细胞壁不定型区的吸着水的氢键断裂,以水蒸气的形式沿着相邻的细胞腔、纹孔腔及纹孔膜上的微孔,向木材表面扩散。
3对木材高温过热蒸汽干燥研究的思考与建议(1)深入微观层面上的研究,分析如何用热分析动力学等理论解析干燥机理。(2)木材高温过热蒸汽干燥与常规干燥具有许多相似之处,可借鉴常规干燥理论研究方法,建立干燥工艺与技术的理论模型,从而可以根据产品需求,设计准确的干燥工艺。(3)研究联合干燥技术,由于密闭真空的条件可以提供理想的压力梯度,真空过热蒸汽联合将进一步加大干燥速率。(4)通过正确有效的实验设计,可以建立不同树种高温过热蒸汽干燥的基础数据库,将极大便利木材干燥行业,推动其发展。参考文献:1黄荣凤,吕建雄,曹永建,等高温热处理对毛白杨木材化学成分含量的影响j北京林r