【正文】 指向溫度增加的方向 等溫面 :溫度場內(nèi)同一時刻下相同溫度各點(diǎn)所組成的面稱為等溫面。中間保溫層為膨脹珍珠巖，厚度為100mm，導(dǎo)熱系數(shù)為 λ ＝ ℃ 。 (2)擴(kuò)散，即水蒸氣穿過細(xì)胞腔中空氣的擴(kuò)散及吸著水在細(xì)胞壁中的擴(kuò)散。如圖 7－ 6a。 自由水的移動 以針葉材管胞為例，用圖 79表示自由水沿大毛細(xì)管的移動。 不等溫穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散 木材干燥過程中，通常木材內(nèi)部的溫度是不同的，這時的水分?jǐn)U散除了含水率梯度的作用之外，還有溫度梯度的影響，即水分從溫度高處向溫度低處擴(kuò)散，水分的擴(kuò)散強(qiáng)度可用下式計(jì)算： )( dxdTdxdMDJ ?? ??? ( 7 37) — 熱力梯度系數(shù) ， %/℃ ，即木材內(nèi) 1℃ 溫差造成的含水率梯度 ?tM????非穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散 木材在實(shí)際的干燥過程中 ， 水分?jǐn)U散強(qiáng)度和含水率梯度是隨空間和時間變化的 ， 為不穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散 。 ? 木材徑向水分?jǐn)U散系數(shù)大于弦向擴(kuò)散系數(shù) ，DR=。 h ) ( 7 55) 式中： i ––水分 蒸發(fā)強(qiáng)度， kg/(m2h) α— 木材表面的水分蒸發(fā)系數(shù) ， m/s ρ 0— 木材的全干密度 ， kg/m3 M0、 Me— 木材的表層含水率及平衡含水率 ， % 水分蒸發(fā)系數(shù) α 表明水蒸氣分子逸過木材表面上的邊界層擴(kuò)散到周圍空氣中去的能力，它與空氣的溫度、濕度、氣流速度的有關(guān)，可用圖 714確定 α 。 木材橫斷上出現(xiàn)了明顯的交界線 ， 叫濕線 。 由于表層含水率遠(yuǎn)低于 FSP， 因此 ， 在整個木材橫斷面上產(chǎn)生了含水率梯度 。 溫度不變時 ， 濕度越高 ， 介質(zhì)水蒸氣分壓越大 ， 木材表面的水分越不易向介質(zhì)蒸發(fā) ， 干燥速度越小 。 含水率均勻后木材表層產(chǎn)生拉伸殘余應(yīng)變 ，內(nèi)層產(chǎn)生壓縮殘余應(yīng)變 ， 這種內(nèi)外不一致的殘余應(yīng)變產(chǎn)生了干燥殘余應(yīng)力 。 此時木材表層及其附近區(qū)域的含水率低于FSP， 內(nèi)部含水率還在 FSP以上 。 干燥中期：內(nèi)外層應(yīng)力暫時平衡 此階段內(nèi)層含水率開始低于 FSP， 但內(nèi)層含水率高于外層 。 若此階段從木料中取應(yīng)力試片剖成梳齒形 ，中間的梳齒由于脫離了外層的束縛后得到自由干縮 ， 所以內(nèi)層變短 ， 外層變長 。 帶髓心的方材 帶髓心的方材由于表面接近弦切面 ， 干燥時四個表面的干縮受到內(nèi)部直徑方向木材的抑制 ， 結(jié)果在表層區(qū)域產(chǎn)生附加的拉應(yīng)力 ， 中心區(qū)域附加壓應(yīng)力 。這種原則也適用于直線氣道，因此氣道上后面氣孔的靜壓力與第一個氣孔相同，即△ H＝ 0，設(shè) x=L時，則有： 由此，當(dāng)氣道的摩擦系數(shù) λ=3d/L時，從全部氣孔排出的空氣速度大致相同。 解決方法： (1)風(fēng)機(jī)正反轉(zhuǎn) (2)提高氣流循環(huán)速度 空氣沿著木料的流動 ， 速度愈大及在材堆內(nèi)的流程愈短 ， 木材干燥愈均勻 。 在木材干燥窯內(nèi) ， 材堆與墻壁之間的側(cè)面空間 ， 起著短而寬的氣道作用 ， 從材堆的一側(cè)配氣 ， 從材堆的另一側(cè)吸氣 。 設(shè)以 Q1（ m3/s） 表示入口截面 1－ 1的空氣容積 ， Q2表示距截面 1－ 1為 X距離的截面 2－ 2的空氣容積 ， ω 1及 ω 2（ m/s） 分別為 1－ 1截面和 2－ 2截面的空氣速度 ， Δ H為長度 x的線段 1－ 2上的靜壓力的增量 （ Pa） ， λ 為摩擦系數(shù) ，則 公式中的第一項(xiàng)為氣道內(nèi)的空氣速度由 ω 1減小到 ω 2時靜壓力的增量，即部分動壓力變?yōu)殪o壓力。 但在實(shí)際干燥作業(yè)中 ， 板材都堆積成材堆 ， 由于材堆及頂部壓塊的重量 ， 而對板材產(chǎn)生附加的壓力以抑制其翹曲 。含水率均勻后，應(yīng)力試片向內(nèi)彎曲。 干燥初期階段 ， 如果干燥條件激烈 ， 那么在木材橫斷面上含水率低于 FSP的區(qū)域較薄 ， 相應(yīng)受拉應(yīng)力的區(qū)域較少 ， 而受壓應(yīng)力的區(qū)域較大 ， 由于木材內(nèi)部拉應(yīng)力與壓應(yīng)力相平衡 ， 所以表層單位面積上的拉應(yīng)力相當(dāng)大 ， 而且發(fā)展很快 ， 很快達(dá)到最大拉應(yīng)力 ，干燥初期很容易出現(xiàn)木材表裂 。 此階段若從木料中取應(yīng)力試片 ， 把試片鋸成梳齒形 ， 每根梳齒長度和未鋸開之前原來尺寸一樣 。 (2) 徑 、 弦向干縮差異引起的附加干燥應(yīng)力 應(yīng)力應(yīng)變的種類 木材受應(yīng)力作用時 ， 就會產(chǎn)生應(yīng)變 ， 應(yīng)變按傳統(tǒng)觀點(diǎn)可分為：彈性應(yīng)變和殘余應(yīng)變 。 實(shí)際上，干燥過程并沒進(jìn)行到木材平衡含水率的時候就結(jié)束干燥過程。 這一階段的干燥速度由內(nèi)部水分移動速度決定 。 在等速干燥階段 ， 木材的干燥速度由木材表面的水分蒸發(fā)強(qiáng)度來決定 。 解 ： 按 照 I— d 圖 求 得 水 蒸 氣 分 壓Pv=25500Pa(2600mmH2O) ， 蒸發(fā)系數(shù)B=+ 2=， 據(jù)此求 出水分蒸發(fā)強(qiáng)度為： i = 18 ( 25500) = Kg/（ m2 .h） 表面含水率低于 FSP時的水分蒸發(fā) 濕木材表面的水分蒸發(fā) ， 當(dāng)其表層含水率沒有降低到 FSP以下時 ， 與自由水面的水分蒸發(fā)情況相同 ，可以用公式 755確定水分蒸量 。 濕木材表面的水分蒸發(fā)強(qiáng)度與蒸發(fā)溫度下的飽和蒸汽壓 PO和周圍空氣的水蒸氣分壓 Pv之差 (即 POPv)成正比 ，此外蒸發(fā)強(qiáng)度又與濕木材表面的空氣流動速度 ω有密切關(guān)系 。他認(rèn)為溫度差只能使熱量傳遞 ， 只有水蒸壓力差才能使水分移動 。 圖 7－ 9針葉材管胞中自由水移動示意圖 (三 )FSP以下時木材中水分的擴(kuò)散 認(rèn)為細(xì)胞腔中無液態(tài)自由水存在 ， 此時木材中的水分以下列兩種途徑移動： ? 沿連續(xù)不斷的細(xì)胞壁 吸著水在細(xì)胞壁中以液態(tài)形式擴(kuò)散 。如圖 76b2。 若要改善木材的滲透性 ， 似應(yīng)從紋孔入手 ， 用人為的方法增大和增多有效紋孔半徑和數(shù)量 ，以減小毛細(xì)管張力 ， 降低木材浸注時的使用