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多功能木质板材新型干燥工艺研究.pdf
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1、第 卷 第 期 年 月林 业 机 械 与 木 工 设 备 .研究与设计多功能木质板材新型干燥工艺研究万 怡 贺福强 黄易周 陈发江(.贵州大学机械工程学院贵州 贵阳.贵州晶木建材有限公司贵州 贵阳)摘 要:针对多功能木质板材在干燥过程中存在的断裂开裂、翘曲变形等干燥缺陷现象通过多次干燥试验制定了新型干燥工艺参数并探究含水率变化规律和板材干燥特性 研究结果表明:新型干燥工艺参数有效提升了板材干燥质量缩短 干燥时间降低.次品率根据含水率变化情况可将干燥工艺分为三个阶段即预热阶段、干燥阶段、调整阶段板材干燥速率为先升速干燥再减速干燥多阶段干燥温度、增加干燥湿度控制有利于提高干燥质量关键词:干燥工艺木
2、质板材含水率干燥曲线中图分类号:文献标识码:文章编号:()(.):.:.:收稿日期:基金项目:贵州省科技计划项目(黔科合支撑 号)第一作者简介:万怡硕士研究生研究方向为多体动力学:.通讯作者:贺福强副教授博士研究方向为多体动力学、机器视觉:.随着人造板工业的快速发展我国已成为令人瞩目的人造板生产大国 人造板被广泛应用于建筑、装修、家具等各个领域 不同于其他建筑材料木质板材具有以下优势:生产成本低生产加工能耗较少清洁环保满足国家可持续性发展的要求结构性好便于施工 但板材存在燃点低、抗弯性弱等显著问题导致在使用过程中存在安全隐患 所以改善提高人造板的力学性能、结构稳定第 期万 怡等:多功能木质板材
3、新型干燥工艺研究性非常重要 干燥一般作为人造板生产的最后一道工序是保证板材质量改善和提升其物理性能的必要环节国内 外 不 少 学 者 对 板 材 干 燥 展 开 研 究等研究桦木单板分别以、和 干燥后的粘接质量、弯曲强度、弯曲弹性模量、吸水率和厚度膨胀率 结果表明胶合板干燥温度对胶合板的粘结强度和物理力学性能有显著影响贴面干燥温度为 /、/和 /对 和 胶合板样品的弯曲强度和弹性模量均有负面影响等对多孔薄板干燥过程进行实验研究以确定干燥过程中随板含水量变化的水分传递系数 结果表明提供给系统能量的大部分损失可通过调整进风口和流量的配置显著提高干燥机的热力效率(从.提高到)可为多孔薄板干燥过程的热
4、物理和高效干燥系统的设计提供了全面而重要的见解等研究干燥和热改性对拉迪塔松的物理和机械性能的影响规律结果表明木材或热处理后密度值高度分散且与其他参数不相关失重()和含水率()随处理强度的增加而成比例下降干燥处理后尺寸稳定性提高但各向异性顺序不变曹永建等通过不同温度、不同时间的高温干燥处理对尾叶桉、尾距桉和巨桉木材的抗全干体积干缩率和气干体积干缩率的影响研究桉树木材的抗干缩特性 结果表明在、的处理条件下尾叶桉、尾巨桉和巨桉木材的抗干缩性能分别提高了.、.和.周凡等采用百度试验法研究木材干燥特性利用小型木材干燥试验机分别对 和 厚锯材进行常规干燥试验研究锯材干燥工艺基准得到了适合 种厚度火力楠锯材
5、的干燥基准李荣荣等采用 种不同干燥工艺处理枫香木材分析对比不同干燥工艺处理材与未处理材的微观结构变化规律结果表明:经常规、降温干燥处理后枫香木材纹孔膜发生破裂多发生在闭塞纹孔且破裂程度较低经水热预处理常规和降温干燥后被沉积物全部覆盖的纹孔膜发生较大程度破裂微波干燥处理后木材纹孔膜、部分细胞壁以及导管间胞间层均出现一定程度的破裂提高了木材内部水分迁移效率本文研究对象为贵州某建材公司生产的多功能木质板材具有 级防火、零甲醛、耐水防霉防虫等优点通过分析存在的干燥缺陷问题进行多次干燥试验根据含水率变化规律制定合理的干燥工艺参数并通过了实验验证 本研究为制定人造板材干燥工艺提供了基础理论和指导思想 材料
6、与方法.材料与设备选取压制成形、砂光后的木质板材长宽高为 根据/测得初始含水率为 研究中所用设备仪器如表 所示表 试验仪器与设备设备或仪器名称型号干燥窑温湿度控制箱喷雾机/含水率检测仪.试验流程与设计试验流程如图 所示:分析现有木质板材干燥工艺是否存在干燥缺陷进行多次干燥试验制定板材新型干燥工艺参数满足技术要求分析干燥过程中含水率的变化规律探究其干燥特性总结较优工艺参数并通过试验对比改进前后板材干燥缺陷和次品率验证其可行性图 干燥工艺制定试验流程.数据采集与处理.含水率测定选取南门、西门位置处板材作为试验板如图 所示 测量试验板表面及中心含水率如图 所示并随时观察是否出现干燥缺陷为了避免其他因
7、素林业机械与木工设备第 卷对试验结果造成影响试验过程中选择前期制备工艺相同的板材图 选取试验板图 含水率测定首先用含水率检测仪测试验板含水率再根据/测定含水率实际过程中存在测量偏差试验数据选择五次试验的平均值计算公式为:()其中 为测定仪测量的 次表面含水率平均值 为测定仪测量的 次中心含水率平均值 为试件测量的 次表面含水率平均值为试件测量的 次中心含水率平均值 为第 次测定仪测量的表面含水率 .以此类推含水率精确到.计算公式为:()其中 为 表 面 含 水 率 为 中 心 含水率.干基含水率测量将试验板放入干燥窑中烘到绝干含水率计算公式为:()其中 为整体含水率 为干燥前质量 为干燥后质量
8、 干基含水率是指板材整体含水率与差值之比计算公式为:()其中 为板材整体含水率.干燥速率计算干燥速率是表示在一定时间内干基含水率降低的速度计算公式为:()其中 为干燥速率()工艺分析及技术要求.工艺分析当前板材干燥工艺属于连续干燥工艺参数为:干燥温度 干燥时间 干燥湿度无控制 恒定温度干燥后的板材质量差有开裂断裂、翘曲变形等缺陷如图 所示次品率较高为.干燥时间长设备能耗高图 板材干燥缺陷板材干燥的速度在很大程度上取决于内部水分迁移到表面的速率可以通过改变干燥工艺参数促进内部水分的迁移速度 调节干燥湿度可以人为降低环境和板材含水率梯度增加板材导湿性降低板材中心、表面含水率梯度抑制板材表面水分蒸发
9、速率减少板材开裂可能性 因此在保证干第 期万 怡等:多功能木质板材新型干燥工艺研究燥质量和缩短干燥时间的情况下探究木质板材合理的干燥工艺可以考虑变化干燥温度和增加干燥湿度控制.技术要求木质板材含水率低于 时力学性能较好平整度较高 调整干燥方式参数为:控制干燥温度、干燥湿度、干燥时间 考虑到干燥工艺、生产成本、设备能耗等问题多功能木质板材的技术要求如表 所示表 板材干燥技术要求要求标准含水率()次品率()干燥时间/干燥质量国家干燥质量标准级 干燥工艺参数制定板材干燥过程分为三个阶段:预热阶段(整体含水率快速下降阶段)、干燥阶段(整体含水率平稳降低阶段)、调整阶段(局部含水率精确调整阶段).干燥第
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