哈爾濱木材烘干設(shè)備的工作原理主要包括傳熱和傳質(zhì)兩個(gè)過程:
傳熱過程:
熱空氣對流加熱:木材烘干設(shè)備通常會產(chǎn)生熱空氣,熱空氣與木材接觸時(shí),由于空氣溫度高于木材溫度,存在溫度差,熱量便會從熱空氣傳遞到木材上。熱空氣可以通過多種方式產(chǎn)生,如燃燒燃料(如煤炭、天然氣等)加熱空氣,或者利用熱泵技術(shù)從周圍環(huán)境中吸收熱量并提升空氣溫度。例如,常見的熱風(fēng)循環(huán)木材烘干設(shè)備,就是不斷地將熱空氣吹向木材堆,使木材均勻受熱。
輻射傳熱:部分木材烘干設(shè)備可能采用輻射加熱的方式,如使用紅外線輻射器等。輻射能直接被木材吸收,使木材的分子振動(dòng)加劇,從而提高木材的溫度。這種方式的傳熱效率較高,能夠快速使木材內(nèi)部溫度升高,但設(shè)備成本相對較高。
傳質(zhì)過程:
水分蒸發(fā):當(dāng)木材吸收了足夠的熱量后,其內(nèi)部的水分會逐漸蒸發(fā)變成水蒸氣。木材中的水分主要存在于細(xì)胞腔、細(xì)胞壁和木材的微毛細(xì)管中。在熱量的作用下,水分的動(dòng)能增加,克服了木材對水分的束縛力,從木材內(nèi)部向表面遷移,并在表面形成濕汽層。
濕汽排出:木材表面的濕汽需要及時(shí)排出烘干設(shè)備,才能使干燥過程持續(xù)進(jìn)行。這通常通過通風(fēng)系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn),通風(fēng)系統(tǒng)將含有大量水蒸氣的濕空氣排出烘干設(shè)備,同時(shí)引入新鮮的干燥空氣。這樣可以保持烘干設(shè)備內(nèi)的空氣濕度始終處于較低水平,有利于木材中水分的繼續(xù)蒸發(fā)。在一些大型的木材烘干窯中,會配備專門的風(fēng)機(jī)和通風(fēng)管道,以確??諝獾牧魍ê蜐衿呐懦?。
整個(gè)干燥過程中,木材的干燥速率會經(jīng)歷兩個(gè)階段:
恒速干燥階段:在干燥初期,木材表面的水分充足,此時(shí)水分的蒸發(fā)速度主要取決于外部的干燥條件,如熱空氣的溫度、濕度和流速等。只要這些條件保持穩(wěn)定,木材的干燥速率也會保持相對穩(wěn)定,這個(gè)階段稱為恒速干燥階段。
減速干燥階段:隨著干燥的進(jìn)行,木材表面的水分逐漸減少,而內(nèi)部的水分向表面的擴(kuò)散速度逐漸減慢。當(dāng)內(nèi)部水分的擴(kuò)散速度小于表面水分的蒸發(fā)速度時(shí),木材的干燥速率開始下降,進(jìn)入減速干燥階段。在這個(gè)階段,提高干燥速率的關(guān)鍵在于提高木材內(nèi)部水分的擴(kuò)散速度,例如可以適當(dāng)提高干燥溫度、減小木材的厚度等。