木材中所含的水分可分為兩部分。一部分存在于木纖維中,稱為吸附水;當(dāng)木纖維吸附水達(dá)到飽和后,再多余的水就存在于細(xì)胞腔中,這種水稱自由水。當(dāng)吸附水剛剛達(dá)到飽和,而無自由水時,木材的含水率稱為臨界含水率。不同樹種的臨界含水率各不相同,一般都在25%~35%之間。臨界含水率是影響木材物理、力學(xué)性質(zhì)的臨界線。試驗(yàn)證明,當(dāng)木材含水率小于臨界含水率時,木材強(qiáng)度隨其含水率高低而明顯改變:含水率越低,木材強(qiáng)度越高;反之,木材強(qiáng)度越低。單板干燥的目的就是通過加熱方式,強(qiáng)制蒸發(fā)掉單板中的水分,降低單板含水率,從而改變單板的力學(xué)強(qiáng)度,以利其膠合和貯存。
實(shí)踐證明,單板干燥的過程可分為三個階段:①加熱階段;②恒速干燥階段;③減速干燥階段。在第一、第二階段主要蒸發(fā)單板中的自由水,第三階段主要蒸發(fā)單板中的吸附水。那么我們就可以根據(jù)以上規(guī)律,分析單板在干燥階段的變化情況,有的放矢地設(shè)計干燥烘干機(jī)。富通新能源不但生產(chǎn)銷售木屑
烘干機(jī)等鋸末木屑成型機(jī)械設(shè)備,而且還大量銷售
顆粒機(jī)、
木屑顆粒機(jī)等生物質(zhì)燃料成型機(jī)械設(shè)備。
1、根據(jù)單板干燥需要,配備干燥室風(fēng)機(jī)功率
我們知道,為了提高木材的塑性,提高單板的旋切質(zhì)量,原木在旋切前需要進(jìn)行水熱處理。經(jīng)過水熱處理的木材,含水率很高,最高可達(dá)90%以上。高含水率的單板剛剛進(jìn)入干燥室的時候,其中的自由水會迅速蒸發(fā)。所以在起初的加熱和恒速干燥階段,必須要施以高溫、高速;而后一個階段(即減速干燥階段)是要蒸發(fā)單板中的吸附水,只有提高機(jī)內(nèi)溫度才行。依據(jù)這個規(guī)律,我們在設(shè)計時,可將干燥烘干機(jī)分為前、后兩段:前段干燥室的風(fēng)機(jī)功率大,后段干燥室功率相對小一些,這樣既可以滿足干燥需要又可節(jié)約設(shè)備造價、節(jié)約能源,一舉多得。
2、設(shè)置開放段及冷即段
實(shí)踐結(jié)果表明,單板在經(jīng)過高溫干燥后,無論是在自由水蒸發(fā)階段還是在吸附水蒸發(fā)階段,干燥溫度越高,單板內(nèi)水分子內(nèi)能越大,水分的蒸發(fā)速度越快,單板產(chǎn)生翹曲、收縮的現(xiàn)象就越明顯。如果我們把干燥烘干機(jī)分為兩段,中間設(shè)景開放段,尾部增加冷卻段,用軸流風(fēng)機(jī)將冷空氣吸入冷卻室,經(jīng)噴箱噴嘴均勻地噴向單板,可有效地消除板中應(yīng)力,減少變形,提高單板的平整度和出板率。
3、設(shè)置可調(diào)節(jié)排濕裝置
由于干燥過程中,單板內(nèi)的水分被逐漸蒸發(fā),機(jī)內(nèi)的濕度也隨之升高。為了有效地將機(jī)內(nèi)濕氣排出,應(yīng)在干燥烘干機(jī)前段和后段分別設(shè)置可調(diào)節(jié)排濕裝置。根據(jù)以上闡述的干燥規(guī)律,單板中自由水所占的比重大,蒸發(fā)時產(chǎn)生的水蒸氣多,排濕口可打開大一些。蒸發(fā)吸附水的水蒸汽相對較少,排濕口可打開小一些。這樣,既符合干燥的需要又保證了機(jī)內(nèi)濕度。
4、單板的進(jìn)料速度多級化
由于不同材質(zhì)、不同厚度的單板在干燥過程中的收縮量不同,所需干燥的單板終含水率要求不同,所以,單板在機(jī)內(nèi)停留的時間必須是可以變化的。我們觀察下面一組公式:
標(biāo)準(zhǔn)干燥時間t。就是單板初含水率80%干燥到終含水率8%所需要的時間。從下面一組數(shù)據(jù)可以看到,在單板厚度和加熱溫度相同條件下,不同樹種干燥時間是不同的。干燥速度一千燥區(qū)全長(m)/干燥時間(min)
通過上式可看出:單板干燥的速度是由材質(zhì)、板厚、干燥時間等因素綜合決定的。為滿足不同材質(zhì)、不同厚度單板的干燥需要,可采用直流調(diào)速電機(jī)加機(jī)械無級調(diào)速器來實(shí)現(xiàn)進(jìn)料速度變化的要求,也可采用變頻電機(jī)調(diào)速,但成本較高。
5、科學(xué)、合理的干燥室結(jié)構(gòu)
散熱器和噴箱是干燥室的核心部件,散熱器的性能及噴箱的結(jié)構(gòu)直接影響單板干燥的質(zhì)量及單板干燥烘干機(jī)的效率。通過市場調(diào)查,橢圓矩形翅片型散熱器的熱耗低、熱效率高,已普遍被各干燥烘干機(jī)生產(chǎn)廠家采用。而噴箱必須是變截面,即熱氣流從噴箱一端吸入,噴箱的截面逐漸變小,目的是保證熱氣流從各個噴口的噴射速度都是一致的。如果噴嘴采用喇叭口形狀,則會增強(qiáng)對熱氣流的導(dǎo)流性,使熱氣流高速均勻地作用于單板,達(dá)到均勻干燥目的,提高干燥質(zhì)量。
綜上所述,先分析單板干燥規(guī)律,然后有針對性地設(shè)計干燥烘干機(jī),會使干燥烘干機(jī)設(shè)計更具科學(xué)性、合理性。