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木材真空微波干燥设备特性及迁移机理

返回列表 发布日期: 18-06-30

木材真空微波干燥设备特性及迁移机理

当木材的长度分别为10 cm、20 cm、30 cm时,其干燥速率介于0.468 g%/min~0.511 3%/min之间。随着长度增加,木材干燥速率似乎略呈减少趋势,但其变化幅度不大,且规律性不十分明显,木材的长度对干燥速率的影响不显著。因此,在其他条件相同时,木材的干燥速率不受到木材长度的影响,这一结论不仅与预期的结果相反,并且与真空干燥过程中木材的长度是影响木材干燥速率的重要因素的结论相悖。但该结果却与Antti(1995)进行的松木微波干燥设备试验的结果完全一致。很多学者认为在真空干燥、高频真空干燥过程中,水分是在木材内外总压力差的作用下以渗透流(达西流)的形式向木材表面迁移,且木材渗透性(用气体或液体渗透系数来表示)是决定渗透流速率的主要因素。由于木材的纵向渗透系数远大于横向渗透系数,其比值一般在15~80 000间,其中多数在10 000倍以上( Siau,1984)。因此,他们认为在真空环境下,木材中的水分主要沿着纵向迁移,木材的长度是影响干燥速率的主要因素,而木材厚度对干燥速率无显著影响。但结果表明在微波真空干燥过程中,木材的长度和厚度都对干燥速率无明显影响。出现这一新奇现象的原因,大致可以从以下两个方面得到说明:一是在真空微波干燥设备干燥过程中,由于微波加热的整体性和快速性,使木材能在很短的时间内得到大量的热,木材温度迅速升高,木材细胞腔内的水分迅速蒸发,压力急剧升高,导致纹孔膜的破裂,使木材的渗透性成千倍的提高,纵向渗透系数与横向渗透系数的比值大幅度减小,沿纵向迁移的水分在总的水分迁移中所占的比例大幅降低;二是在真空微波干燥设备过程中,木材内部水分是在内外总压力差的作用下向外迁移,只要木材的通透性较好,微波的辐射功率适当,木材内部的水分会向表面快速迁移,并可能发生“聚集”现象,使木材表面的含水率高于内部含水率,甚至高于木材表面的初含水率。此时,木材干燥的速率主要取决于木材表面水分的散失速率,而非常规干燥中出现的取决于木材内部水分的迁移速率。木材表面的水分散失速率又主要取决于真空度、木材表面积与体积的比率、微波辖射功率。在干燥试验中,真空室的真空度和每个试件得到相同功率密度的微波辐射,因此木材的干燥速率就决定于单位体积木材所具有的表面积,表面积越大,木材的干燥速率越快。

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