全 文 ： 收稿日期 }t||| p sz p tw ∀
基金项目 }/九五0国家科技攻关专题k|y2stt2su2syl ∀
3 参加研究的主要人员还有 }庄寿增 !赵寿岳 !商庆清 !卢晓宁 !蔡家斌等 o在此一并致谢 ∀
第 vy卷 第 x期u s s s年 | 月
林 业 科 学
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杨木单板连续式热压干燥的研究 3
顾炼百 李大纲 承国义 陆肖宝
k南京林业大学 南京 utssvzl
摘 要 } 本文以生长在苏北地区的美洲黑杨单板k名义厚度 t1z °°l为试材 o在连续式热压干燥机上进行
了生产型试验研究 o采用高温导热油为载热体 o热板温度 t|u ε o热板压力 s1s|  °¤k前段l至 s1t{  °¤k后
段l ∀研究结果表明 }采用高温连续式热压干燥的方式辅以适当的/呼吸0周期 o可在 u °¬±内将生材单板k初
含水率 tw| h l干至 { h以下的终含水率 ∀干单板基本平整 !光滑 o终含水率均匀 o无撕裂 ∀单板厚度干缩率
平均 x1v h o横纹干缩率 w1| h ∀胶合强度平均 s1{tu  °¤略高于网带对流干燥的 s1zz|  °¤o结果说明此
法干燥人工林杨木单板是可行的 ∀
关键词 } 杨木单板 o连续式热压干燥 o干缩 o撕裂
ΣΤΥ∆Ψ ΟΝ ΧΟΝΤΙΝΥΟΥΣ ΠΛΑΤΕΝ ∆ΡΨΙΝΓ ΟΦ ΧΟΤΤΟΝΩΟΟ∆ ς ΕΝΕΕΡ
Š∏¬¤±¥¤¬ ¬⁄¤ª¤±ª ≤«¨ ±ª Š∏²¼¬ ∏÷¬¤²¥¤²
( Νανϕινγ Φορεστρψ Υνιϖερσιτψ Νανϕινγutssvz)
Αβστραχτ : ≤²°° µ¨¦¬¤¯ ¶¦¤¯¨¦²··²±º²²§√ ±¨¨ µ¨§µ¼¬±ª·¨¶·¶º µ¨¨ ¦²±§∏¦·¨§¬±¦²±·¬±∏²∏¶³¯¤·¨± §µ¼¨ µº¬·««¬ª«2
·¨°³¨µ¤·∏µ¨ «¨ ¤·2¦²±§∏¦·¬±ª²¬¯¤¶¤«¨ ¤·2¦¤µµ¬¨µ¤±§«²·³¯¤·¨± ·¨°³¨µ¤·∏µ¨ º¤¶t|u ε o³¯¤·¨± ³µ¨¤¶∏µ¨ º¤¶s qs|
 °¤k©µ²±·¶¨¦·¬²±l ·² s qt{  °¤kµ¨¤µ¶¨¦·¬²±l q ׫¨ µ¨¶¨¤µ¦« µ¨¶∏¯·¶¶«²º §¨·«¤·«¬ª«·¨°³¨µ¤·∏µ¨ ¦²±·¬±∏²∏¶
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¶·µ¨±ª·« º¤¶¬± s1{tu  °¤¤√ µ¨¤ª¨ oº«¬¦«¶¯¬ª«·¯¼ «¬ª«¨µ·«¤±·«¤·s qzz|  °¤²©¦²±√ ¦¨·¬²± §µ¼¬±ª º¬·«±¨ ·¦²±2
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Κεψ ωορδσ: ≤²··²±º²²§√ ±¨¨ µ¨o≤²±·¬±∏²∏¶³¯¤·¨± §µ¼¬±ªo⁄µ¼¬±ª¶«µ¬±®¤ª¨ o≥³¯¬·
美洲黑杨k Ποπυλυσ δελτοιδεσl在我国长江中下游地区广泛种植 o生长迅速 o树干通直 o材色浅白 o已
成为生产胶合板k特别是芯板l的主要原料 ∀但该速生杨木幼龄材和胶质木纤维含量多 o生长应力大 o
旋切成的单板干燥时 o翘曲变形严重 ~又心材k红色l初含水率很高 o干燥能耗大 o且终含水率不均匀 ∀
用传统的网带传送对流加热干燥的方法 o很难根本解决上述问题k许美琪 ot||wl ∀因此 o国内外有
不少单位用热压板接触干燥单板k毕克新 ot||s ~陆肖宝 ot||u ~≥¤±§²¨ ot|{vl ∀{s年代初 o美国又采用 {
台多层热压组装在同一旋转架上 o干燥单板k…¤¯§º¬±ot|{tl ∀这样干燥的单板比较平整 o且传热效率较
高 o但设备太复杂 o且不能干燥连续单板 o单板需要 u次裁剪 o影响单板利用率 ∀{s年代末期以来 o美国
又试用一种转鼓式的单板连续热压干燥装置k≥·¨³«¨ ± ot|{{ ~° ·¨¨µot|||l o能干燥出连续的整幅单板 ∀
但单板在转鼓上多次绕曲 o易破碎 o且接触面积不大 o热效率不高 ∀
在文献检索 !生产调研及实验室试验研究的基础上 o我们研制了生产型的连续单板热压干燥机并
对美洲黑杨单板进行了生产型试验研究 o取得了较为满意的效果 ∀
t 试验设备
自行研制的试验设备由单板滚压 !柔化装置和连续单板热压干燥机两部分组成k图 tl ∀
111 滚压柔化装置
主要由一对驱动压辊组成 o压辊长 tvss °° o直径 vss °° ∀上压辊表面布满楔形齿刃 o下压辊表
面光滑 o两辊间距可调 o当单板从两辊间通过时 o可在单板紧面刻下许多不连续的刻痕 o以消除木材的
生长应力使单板紧面放松和柔化k图 ul ∀
图 t 单板柔化及连续式热压干燥机结构示意图
ƒ¬ªqt ∂ ±¨¨ µ¨¶²©·¨±¬±ª¤±§¦²±·¬±∏²∏¶³¯¤·¨± §µ¼¨ µ¶¦«¨ °¤·¬¦©¬ªq
t单板 ∂ ±¨¨ µ¨~u柔化辊 ≥²©·¨±¬±ªµ²¯¯¨µ~v传送带 ≤²±√ ¼¨¬±ª¥¨ ·¯~w前压板 ƒµ²±·³¯¤·¨±~
x油缸 ≤¼¯¬±§¨µ~y后压板 • ¤¨µ³¯¤±·¨±~z托辊 ≥∏³³²µ·µ²¯¯¨µ
图 u 单板紧面的柔化刻痕
ƒ¬ªqu ≤¤µ√ §¨ °¤µ®©²µ¶²©·¨±¬±ª²±·«¨ ·¬ª«·¶∏µ©¤¦¨ ²©√ ±¨¨ µ¨
112 热压干燥机
由双层热压板及传送胶带组成 ∀每层
有两对 t1v ° ≅ u qy °的压板 o可调速的耐
高温传送胶带带动连续单板从热压板之间
通过 ∀压板由高温导热油加热 o靠液压系
统驱动压板开闭和加压 ∀主要技术参数 }
最大工作宽度 tvss °° ~工作层数 u层 ~压
板压力 s1t ∗ s1v  °¤~干燥节长度 xuss
°° ~冷却测量段长度 uwss °° ~载热体为
高温导热油 ~外形尺寸 }长 ≅ 宽 ≅ 高 €
ttsss °° ≅ uvsss °° ≅ us|s °° ~干燥能
力 wsss °vk单板lr¤∀
u 试材和方法
美洲黑杨生材木段 {根取自苏北地区 o平均直径 vu¦° o木段长 t1v ° o旋切成 t1z °°厚的连续单
板共 {卷备用 ∀
ktl单板初含水率测定 从 w卷单板中 o任意选取 us块试样 o用称重k烘干l法测其初含水率如表 t}
表 1 单板试样的初含水率
Ταβ .1 Ινιτιαλ ΜΧ οφ ϖενεερ σαµ πλεσ
试样号
≥¤°³¯¨‘²q t u v w x y z { | ts tt tu tv tw tx ty tz t{ t| us
平均
„√¨ q
材种
≥³¨¦¬¨¶²©º²²§ 心材 ‹¨ ¤µ·º²²§ 边心材 ≥¤³¤±§«¨¤µ·º²²§ 边材 ≥¤³º²²§
初含水率
Œ±¬·¬¤¯ ≤h tyyqz tyxqy txyqz t{yq| t|uqu t|xqs txyqy tv{qs twsq{ tvxqy tvuqu tvxqw tvuqv tw{qv tu|qw tsyq{ ttyqu tswqt tszqy {{qs twtqz
kul单板柔化 对于厚 t qz °°的单板 o将上下两压辊的间距调为 s1x °° o然后使单板从两压辊之
间通过 o在单板的紧面上留下不连续的刻痕如图 u ∀
kvl热压干燥 先用 t1v ° ≅ u1x °的单板段 o然后用整卷单板展放在传送胶带上 o送入热压平板
之间 o进行热压接触干燥 ∀热压板被导热油加热至 t|u ε ∀压力 }前压板 s1s|  °¤o后压板 s1t{  °¤∀
压板定期开闭k俗称/呼吸0l o每隔 t °¬±o单板向前移动 u1x ° ∀
v 结果与分析
311 单板接触加热的特点
|z 第 x期 顾炼百等 }杨木单板连续式热压干燥的研究
湿单板在热压板之间的加热是一种导热的物理现象 ∀当热压板温度固定不变时 o单位时间内单位
面积上从热板传给单板的热流量k即热流密度l θ可用下式表示k张正荣 ot|{|l }
θ = − Κ# 5 τ5 σ (t)
式中 }θ为热流密度k • r°ul ~Κ为单板的导热系数k • r° qε l ~5 τ/ 5 σ为温度梯度k ε r°l ~负号表示热
流密度和温度梯度方向相反 ∀上式说明 o温度梯度 5 τ/ 5 σ及单板导热系数越大 o从热压板传给单板的
热量越多 ∀因热压板被高温导热油加热 o温度高达 t|u ε o又单板与热压板紧密接触 o热量能迅速传给
单板 o故高温热压干燥的速度及热效率都可明显高于常规对流干燥k见后面分析l ∀
接触传热时 o单板的导热系数 Κ与木材的含水率有关kŽ²¯¯°¤±±ot|y{l }
当含水率 Ω  ws h时
ΚΩ = s .suv{ + Θs(s .ussx + s .ssxw{ Ω) • r° # ε (u)
当 Ω  ws h时 o
ΚΩ = s .suv{ + Θs(s .ussx + s .sswsw Ω) • r° # ε (v)
表 2 单板含水率随时间的变化 ≠
Ταβ .2 Μοιστυρε χοντεντ χηανγε οφ ϖενεερ ωιτη τιµε
时间
׬° k¨¶l
sk初始l
Œ±¬·¬¤¯ tx vs wx ys zx |s tsx tus
含水率
 ≤k h l tv{ qs {{ qw ys qv vy qz uv qy us qy tz q{ tt qv y qy
≠单板厚度 t1z °° ~热压板温度 t|u ε ∀ ∂ ±¨¨ µ¨·«¬¦®±¨ ¶¶
t qz °° ~³¯¤·¨± ·¨°³¨µ¤·∏µ¨ t|u ε q
整幅单板中 o各部分的初含水率是不尽相同
的 o特别是杨木红心材的含水率远高于边材 ∀因
此 o高含水率的区域 o木材的传热系数 Κ值大 o则根
据公式ktl o传给高含水率区域的热流量 θ也大 o使
这区域的干燥速度加快 ∀因此 o尽管单板的初含水
率不尽相同 o但终含水率还是能基本一致的 ∀
312 干燥速度和单板表面温度
ktl干燥速度 热压干燥过程中 o每隔 tx ¶将单板取向称重 o从而得出单板含水率随时间的变化
k表 ul及单板干燥曲线k图 vl ∀
图 v 单板干燥曲线和表面温度变化曲线
ƒ¬ªqv ⁄µ¼¬±ª¦∏µ√¨¤±§¶∏µ©¤¦¨ ·¨°³q¦«¤±ª¨ ²©√ ±¨¨ µ¨
从表 u可见 o高温热压干燥单板 o可在 u °¬±内 o使单板从生材ktv{ h l降至 y1y h的终含水率 ∀而
对流加热网带传送的干燥机内 o干燥同样的单板若热空气温度为 tws ε o则需 ts °¬±∀
热压干燥的前期阶段 o从木材中排除近似饱和的自由水 o单板的含水率下降很快 ∀如第一个 tx ¶
内 o含水率下降 w|1y h o平均每秒降 v1v h ~第 u个 tx ¶下降 u{1t h o平均每秒下降 t1| h ∀而干燥后
期 o从木材中排除吸着水 o干燥速度大大降低 ∀如在后 t °¬±内 o单板含水率只从 uv1y h下降至 y1y h o
平均每秒钟降低 s1u{ h ∀干燥速度为最初 tx¶的 trtu ∀因此 o单板热压干燥的过程 o是一种减速干燥
过程 ∀木材干燥理论上的等速干燥过程 o在实际生产中是几乎见不到的 ∀
kul单板表面温度 将热电偶嵌在单板表面 o随单板一道加热干燥 o并测定单板在干燥过程中 o表
s{ 林 业 科 学 vy卷
面温度的变化如表 v ∀
表 3 单板表面温度的变化
Ταβ .3 Συρφαχετεµ π . χηανγε οφ ϖενεερ
时间 ׬° k¨¶l s tx vs wx ys zx |s tsx tus
表面温度k ε l
≥∏µ©¤¦¨ ·¨°³q tst tv| txs txw txz tys tzy t{{ t|t
由表 v可见 o湿单板刚开始干燥时 o其表面温
度ktst ε l略高于水的饱和温度ktss ε l o干燥初期
ks ∗ vs¶l单板表面温度升高较快k从 tst ε 升高到
txs ε l o然后升高的速度减慢 o干燥结束时 o木材含
水率较低ky1y h l o这时单板表面温度kt|t ε l o接
近热压板的温度kt|u ε l ∀单板表面温度变化规律
见图 v ∀这和木材对流干燥时 o其温度变化规律相同 ∀
313 压板/呼吸0周期
热压干燥时 o压板是否需要间歇张开k呼吸l o需要多长的呼吸周期 ∀我们进行了不同呼吸周期的
单板干燥试验 o结果见表 w ∀
表 4 呼吸周期对单板开裂的影响 ≠
Ταβ .4 Εφφεχτ οφ βρεατηινγ χψχλε ον ϖενεερ χηεχκ
呼吸周期
…µ¨¤·«¬±ª¦¼¦¯ k¨¶l tx ≅ y ovs tx ≅ y ovs tx ≅ y ovs tx ≅ y ovs tx otx ovs oys tx otx ovs oys vs ≅ w oys vs ≅ w oys
开裂程度
≤«¨ ¦®¯¨ √¨¯
无开裂
‘²¦«¨ ¦®
无开裂
‘²¦«¨ ¦®
开裂 u条
≤«¨ ¦® u
无开裂
‘²¦«¨¦®
贯通裂 t条
≥³¯¬·t
贯通裂 t条
开裂 w条
≥³¯¬·t o≤«¨ ¦® w
贯通裂 t条 o
开裂 v条
≥³¯¬·t o≤«¨ ¦® v
贯通裂 t条
≥³¯¬·t
干燥时间
⁄µ¼¬±ª·¬° k¨°¬±l u u u u u u v v
初含水率 Œ±¬·¬¤¯  ≤k h l tw{ qv tv{ qs tvx qw tty qu tws q{ tvx qy txy qz txy qy
终含水率 ƒ¬±¬¤¯  ≤k h l z qz x qv z qx w q{ y qu w q| x qx x qu
≠ t q热压板温度 t|u ε ∀u q呼吸周期 tx ≅ y ovs即每隔 tx ¶压板张开 t次 o共张开 y次 o最后隔 vs ¶再张开 t次k干燥周期 tus ¶l ∀
v q单板尺寸 t1v ° ≅ u qx ° ≅ t qz °° ∀t q°¯ ¤·¨± ·¨°³qt|u ε u q…µ¨¤·«¬±ª¦¼¦¯¨tx ≅ y ovsk¶l° ¤¨±¶txk¶l ≅ y n vsk¶l € tusk¶l v q∂ ±¨¨ µ¨
¶¬½¨ t1v ° ≅ u qx ° ≅ t qz °° q
由表 w可见 o呼吸周期越短 o即热压板张开的次数越多 o单板开裂越少 ~若呼吸周期长k如 vs¶和 ys
¶l则单板开裂严重 o而且干燥时间加长kv °¬±l ∀原因是 }干燥初期 o前 vs ¶o饱含自由水的湿单板与高
温热压板紧密接触 o获取了大量热能 o使单板中的水分剧烈汽化 o这时热压板及时k每隔 tx¶l张开 o以排
除单板中的水蒸汽 ~若热压板张开太迟 o大量的水蒸汽积聚在单板两个表面附近 o一旦热压板张开 o会
产生猛烈冲击 o同时会将单板爆裂 ∀虽干燥中 !后期产生的水蒸汽比初期少 o但这时单板的干缩量大 o
中后期也应及时k每隔 tx¶o最后隔 vs¶l张开压板 o以让单板及时自由干缩 o以免因单板的干缩受到抑
制而撕裂 ∀另外 o压板张开间隔时间太长k最后两次试验 o单板中生成的水蒸汽较难及时排出 o也会使
干燥时间从 u °¬±延长至 v °¬±∀综上所述 o厚 t1z °°的杨木生材单板热压干燥的最佳呼吸周期是 }
每隔 tx¶压板张开 t次 o共 y次 o最后再压 vs¶结束 ∀干燥周期 u °¬±k热压板温度 t|u ε l ∀
314 单板干缩率平整度及终含水率均匀性
ktl厚度干缩率 热压干燥及网带传送对流干燥的单板各取 w块 o每块标定 y个点 o分别测定初始
厚度及干燥后的厚度 o然后计算各点的单板干缩率见表 x ∀
表 5 单板厚度干缩率
Ταβ .5 Τηιχκνεσσσηρινκαγε οφ ϖενεερ
测点  ¤¨¶∏µ¨ ³²¬±· t u v w x y z { | ts tt tu tv
热压干燥 °¯ ¤·¨± §µ¼¬±ªk h l y qz u qv ts qs w qz x qy w q{ x qs x qv y qt u qw v qy z qt v qv
对流干燥 ≤²±√ ¦¨·¬²± §µ¼¬±ªk h l w qy x q| u qz v q{ w qt x qs w qs y q{ x qw w qs u qz t qw y qy
测点  ¤¨¶∏µ¨ ³²¬±· tw tx ty tz t{ t| us ut uu uv uw 平均 „√¨q
热压干燥 °¯ ¤·¨± §µ¼¬±ªk h l x qx y qw | qv x qv x qv x qu x qx y q{ w qw w qz w qx x qv
对流干燥 ≤²±√ ¦¨·¬²± §µ¼¬±ªk h l x q| u qw v qy w qz w q{ x qs x qu y qy y qv y qv u qz w qy
kul横纹k宽度l干缩率 热压干燥及网带传送对流干燥的单板各取 {块 ok心 !边材各半l o每块标
定两段宽度 o分别测量初始宽度及干燥后的宽度 o然后计算单板横纹干缩率见表 y ∀
由表 x和表 y可见 o热压干燥时单板的厚度干缩 x1v h略大于对流干燥的 w1y h o但比通常的热
压干燥厚度干缩 {1wy h k陆肖宝 ot||ul要小 o因为我们采用的压力较小 o前期 s1s|  °¤o后期 s1t{
t{ 第 x期 顾炼百等 }杨木单板连续式热压干燥的研究
表 6 横纹干缩
Ταβ .6 Χροσσ2γραιν σηρινκαγε οφ ϖενεερ
测点
 ¤¨¶∏µ¨ ³²¬±· t u v w x y z { | ts tt tu tv tw tx ty
平均
„√¨q
热压干燥 °¯ ¤·¨± §µ¼¬±ªk h l w qw w qt x qs x qv y q| z qx x qv x qu w qt w qw w qz w qx x qv v qz v qv r w q|
对流干燥 ≤²±√ ¦¨·¬²± §µ¼¬±ªk h l z q| z qt z qt z q| y qs x qs | qs | qs tt qv tt qx tu qv tv qv tt q| tu qu ts qx | q{ | qx
 °¤o而热压干燥时的横纹干缩比对流干燥时的小得多 o主要因为热压干燥时 o木材的横纹干缩受到了
压板的抑制 ∀
kvl平整度 杨木单板热压干燥后 o是否平整是本研究的核心问题 ∀t1v ° ≅ u1x ° ≅ t1z °°的生
材单板 o送入热压干燥机中 o热压温度 t|u ε o经 u °¬±的干燥周期后 o测量其平整度和终含水率均匀
性 ∀平整度用平均波纹高度k纵横间隔 s1x °等距离测点的波纹高度的平均值l !最大波峰高度及每 °
长单板的波纹数表示 ∀热压干燥及网带对流干燥的各取 w块心材单板和 w块边材单板 o测定其平整度
的对比见表 z ∀
表 7 干燥单板的平整度
Ταβ .7 Φλατνεσσοφ δριεδ ϖενεερ
单板号 o心 !边材
‘²q²©√¨ ±¨ µ¨o«¨¤µ·²µ¶¤³ º²²§
t u v w x y z { 平均
心材 ‹ ¤¨µ·º²²§ 边材 ≥¤³º²²§ „√¨q
平均波纹高
„√¨q«¨¬ª«·²© º¤√ ¶¨k¦°l
热压干燥
°¯ ¤·¨± §µ¼¬±ª t qs s q{ s q| t qu t qs s q{ s q{ s qw s q{y
对流干燥
≤²±√ ¦¨·¬²± §µ¼¬±ª t qt t qx u qy t qt t qt t qx t qs t qt t qv{
最大波峰高
¤¬q«¨¬ª«·²© º¤√ ¶¨k¦°l
热压干燥
°¯ ¤·¨± §µ¼¬±ª u qs u qu u qs u qx t q{ t q{ t qt t qs t q{s
对流干燥
≤²±√ ¦¨·¬²± §µ¼¬±ª w qs x qs w qs w qx u qx v q| u qx w qx v q{y
每米单板波纹数
‘∏°¥¨µ²© º¤√ ¶¨³¨ µ
° ·¨¨µ√ ±¨¨ µ¨
热压干燥
°¯ ¤·¨± §µ¼¬±ª w qs w qs w qx w qx u qx u qx u qs u qs v qux
对流干燥
≤²±√ ¦¨·¬²± §µ¼¬±ª ts qs | qx | qs { qs r r { qx { qs { q{v
由表 z可见 o网带传送对流干燥的单板翘曲变形较大 o表现在波纹高度大 o波纹数多而且波峰陡
峭 o曲率很大 ∀在后续的热压胶合过程中 o很易引起叠层或离缝 ∀单板变形大的主要原因是美洲黑杨
生长迅速 o幼龄材含量大 o生长应力大 o干燥时易产生翘曲变形 ~此外 o细胞壁薄 o胶质木纤维含量大 o干
燥时易产生皱缩 o单板表面特别是两边产生许多陡峭的波纹 ∀而热压干燥时 o单板先在柔化压辊的作
用下 o使其紧面放松 o部分消除其生长应力 ∀然后送入热压板间 o在热压板的夹持下 o进行接触干燥 o以
抑制单板的翘曲 ~特别是在t|s ε 以上的干燥温度下 o达到了木材的玻璃态转变k软化l点 o使木材在平
整的状态下干燥 !固定 o即使压力消除后 o也很少产生变形 ∀因此 o热压干燥的单板翘曲变形大大减小 o
表现在波纹高度低 o且波纹数少 o呈平缓的大波纹状 ∀在后续的胶合过程中 o不会形成叠层或离缝 ∀
kwl终含水率均匀性 美洲黑杨生材单板初含水率相差很大 o其红心部位初含水率可达t|s h以
上 o而边材的含水率可在 tss h以下 ∀因此干燥后终含水率不均匀是对流干燥的又一主要问题 ∀然而 o
在热压干燥时 o这一问题可迎刃而解 ∀取 t1v ° ≅ u1x ° ≅ t1z °°的单板 {块 o其中心 !边材各 w块 o单
板表面在纵 !横方向上每隔 s1x °标一测点 o测定其干燥后的终含水率均匀性k平均终含水率 o最大值 !
均方差l如表 { ∀
表 8 单板干燥后终含水率均匀性
Ταβ .8 Εϖεννεσσοφ φινιαλ ΜΧ οφ δριεδ ϖενεερ
单板号 ‘²q²©√ ±¨¨ µ¨ t u v w x y z { 平均 „√¨q
测点数 ‘∏°¥¨µ²© ° ¤¨¶∏µ¬±ª¤µ¨¤¶ tx tx tx tx us us us us tws
平均终含水率 „√¨q©¬±¤¯  ≤k h l z qz x qu z qt y qy | qy { qz z q{ z qu z qx
最大终含水率 ¤¬q©¬±¤¯  ≤k h l tu | qv tt tu tu tu tv tv tt q{
最小终含水率 ¬±q©¬±¤¯  ≤k h l w q{ w q{ w q{ w q{ y qx x q| x q| x q| x qw
标准差 ≥·¤±§¤µ§§¨ √¬¤·¬²±k h l t qy t qv u qy u qy t q{ t q{ u qv u qs u qs
表 {的数据表明 o尽管美洲黑杨单板初含水率相差很大 o但热压干燥后的终含水率还是比较均匀
的 o且能符合胶合板生产的要求 ∀这主要由于湿单板在热压板中 o与高温热压板紧密接触 o热压板的热
u{ 林 业 科 学 vy卷
量能迅速传给单板 o高含水率的红心区域导热系数 Κ值大 o从热压板传得的热量多 o使该区域水分蒸发
加快 ∀另外 o整个干燥过程中 o木材的温度都超过 tss ε o木材中的水分迅速汽化 o含水率高的区域水
蒸汽压力也高 o使木材中的水蒸汽迅速向外扩散 ∀致使单板的终含水率相差不大 ∀
315 胶合强度
t1z °°厚的美洲黑杨单板经热压干燥k热压温度 t|u ε o时间 u °¬±l后 o与 t °°厚的椴木表板用
脲醛胶胶合成三合板 ∀为进行强度对比 o经网带对流干燥的美洲黑杨单板也与表板胶压成三合板 ∀各
取样 vs个 o按国际 Š…|{wy qtu2{{的规定k曹忠荣 ot||sl o测定其胶合强度如表 | ∀
表 9 单板的胶合强度
Ταβ .9 Βονδινγ στρενγτη οφ ϖενεερ
胶合强度 …²±§¬±ª¶·µ¨±ª·«o  °¤ k± € vsl
热压干燥 t qwvt s q|ut s q{us t qszs s qyss s qz|x s qyt{ s qys| s qw|x s qyzu t quwu s q{uy
°¯ ¤·¨± §µ¼¬±ª t qsvz s qzzw t quzs t qsuz s qxs| s qztt s qyuv s qxyu s q|xt s q{|t t qsz|
s qzv| s qxyz s qxv{ s qyyv s qxtu s q|wx s q{yy 平均 „√ µ¨¤ª¨ s q{tu
对流干燥 s qy{s s qzsw s qztz s qyzy s qzws s qzvt s q|yt s qzvz s q|{x s qytz s q|{x s qytw
≤²±√ ¦¨·¬²± §µ¼¬±ª s qyxz t qstx t qszz s qy{t s qyxv s q{sx t qssz s qyvz s qyuy s qzsw s q|{t s q{vw
s qzuz s qyvu s q{t{ t qssv s qywx s qztz 平均 „√ µ¨¤ª¨ s qzz|
由表 |可见 o杨木单板经热压干燥后 o其胶合强度与网带对流干燥的相比并没有下降 ∀相反 o还略
大于对流干燥的 ∀此外 o两种方法干燥的单板 o其胶合强度指标 o都符合国家标准的要求k µ类胶合板
强度 ∴s qzs  °¤lk曹忠荣 ot||sl ∀
316 热效率及实用性分析
ktl热效率 已知 }美洲黑杨基本密度 s1vx ªr¦°v o干木材比热 t1x|t ®r®ª# ε o单板初含水率
tv{ h o终含水率 y1y h ~热压干燥机内单板尺寸 }厚 ≅宽 ≅ 总长 ≅ 层数 € t qz °° ≅ t qv ° ≅ x qu ° ≅ u ∀
输入干燥机的平均油温 ut{ ε o流出干燥机平均油温 usx1x ε o单板干燥过程中 o木材平均温度 twy ε
k表 vl o室内温度 ux ε o干燥周期 u °¬±o导热油牌号 ‹⁄2vus o热油密度 zuw ®ªr°v oo比热 u1v ®r®ª# ε o
循环油量 {s °vr«∀
≠供给热压干燥机的热量 ΘΚ ΘΚ€ u qv ≅ {s ≅ zuw ≅ kut{ p usx qxl € tyyxuss ®r«
单板加热消耗热量 Θ预 Θ预 € tsss ≅ s qvx ≅ kt qx|t n w qt{y ≅ tv{rtssl ≅ ktwy p uxl ≅ ks q
sstz ≅ t qv ≅ x qu ≅ ul ≅ ysru € utxtwx ®r«
≈单板蒸发水分消耗热量 Θ蒸 Θ蒸 € uzwu ≅ tsss ≅ s qvx ≅ ktv{ p y qylrtss ≅ ks qsstz ≅ t qv ≅ x q
u ≅ ul ≅ ysru € uzwu ≅ vtz qt € {y|xty ®r«~当木材温度为 twy ε 时 o水蒸汽的焓为 uzwu ®r®ªq
…热压干燥机热效率 Γ压 Γ压 € Θ预 n Θ蒸Θ入 €
utxtwx n {y|xty
tyyxuss € yx .t%
 比能耗 θ € tyyxussrvtz qt € xuxt ®r®ª#‹u’
与此相对比的对流加热网带干燥机 o以国内目前最先进的 …Št{v„ 为代表k须小宇 ot||tl o求其热
效率 ν网如下 }
已知 }供给的蒸汽压力 s1{  °¤k蒸汽 uzy{ ®r®ªl o蒸汽耗量 w{ss ®ªr«~单板初含水率 |s h o终含水率
{ h o单板密度 xss ®ªr°v o干燥能力 w1u °vr«oo机内干燥介质温度 tys ε o木材平均温度 tvs ε o室内温
度 ux ε ∀
≠供给网带干燥机的热量 ΘΚ ΘΚ€ uzy{ ≅ w{ss € tvu{ywss ®r«
单板加热耗热量 Θ预 Θ预 € xss ≅ w qu ≅ kt qx|t n w qt{y ≅ |srtssl ≅ ktvs p uxl € tt{tyys ®r«
≈蒸发水分有效耗热 Θ蒸 Θ蒸 € xss ≅ w qu ≅ uzut ≅ k|s p {lrtss € wy{xxyu ®r«
…网带干燥机热效率 ν网 ν网 € ktt{tyys n wy{xxyulrtvu{ywss € ww qu h
 比能耗 tswyx ®r®ªq‹u’k须小宇 ot||tl ∀
由以上对比分析可见 o单板热压干燥的热效率远高于对流加热网带干燥的热效率k高出 wz1v h l ∀
其主要原因是 }tl热压干燥时 o高温热板与湿单板直接接触传热 o无需进 !排气 o热损失小 ~而网带干燥
时 o通过湿空气对单板对流加热 o进 !排气的热损失大 ~ul热压干燥的温度 t|u ε 远高于网带干燥的温度
tys ε o也使前者的热效率提高 ∀
v{ 第 x期 顾炼百等 }杨木单板连续式热压干燥的研究
kul实用性
≠干燥周期 t1z °°厚的美洲黑杨单板生材干燥到 y1y h的终含水率只要 u °¬±o而一般的蒸汽
加热对流干燥机需 ts ∗ tu °¬±∀此法提高生产率 x ∗ y倍 ∀
产量 此样板设备每小时单板干燥量为 s1sstz ≅ t1v ≅ x1u ≅ u ≅ ysru € s qy| °vr«∀
≈占地面积 该干燥机因生产率高 o其干燥段的长度可大大缩短 o因此 o占地面积可比对流加热的
网带干燥机减少一半以上 ∀
…设备投资 该干燥机投资比蒸汽加热网带干燥机节省约 vx h o包括热源k锅炉l在内的总投资可
节省 ws h以上 ∀
w 结论
ktl用高温导热油加热的单板连续式热压干燥是一种新型 !高效的单板干燥方法 o与网带传送对流
干燥相比 o此法热效率高 o蒸发每 ®ª水分的比能耗减少 xs h ∀ t1z °° 厚的美洲黑杨生材单板在
t|u ε 的压板温度下干燥周期只需 u °¬±o为常规对流干燥的 trx ∗ try ∀
kul单板热压干燥时 o热压板需定期张开k呼吸l以利排放木材中蒸发出来的水蒸汽 o同时便于单板
干缩 o防止开裂 ∀试验研究表明 o最佳的呼吸周期为 tx¶o连续 y次 o最后一次周期为 vs¶∀以这样的节
拍干燥的单板基本不开裂 ∀
kvl热压干燥时 o压板的压力要适当控制 o只要夹持木材 o防止其翘曲即可 o以减小单板的厚度干
缩 ∀对干燥前段的压力为 s1s|  °¤o后段为 s1t{  °¤时 o可将单板的厚度干缩控制在 x1v h o略大于
对流干燥的 w1y h ∀
kwl热压板的温度是保证杨木单板干燥后平整的重要因子 ∀当热压温度在 t|s ε 以上时 o只要施加
适当的压力 o就可保证干燥单板的平整性 ∀
kxl美洲黑杨单板经高温热压干燥后 o终含水率基本均匀 o{块单板共 tws个测点的平均终含水率
为 z1x h o标准差为 u1s o符合胶合板生产对干单板含水率的要求 ∀
kyl热压干燥后单板的胶合强度 s1{tu  °¤o略高于网带传送对流干燥的 s1zz|  °¤o且都符合胶
合板生产的国家标准要求 ∀
kzl连续式热压干燥美洲黑杨单板生产率高 o占地面积小 o设备投资比喷气对流干燥大幅度降低 ∀
因此 o用此法干燥速生材单板 o无论在技术上或经济上都是可行的 ∀此技术已开始在工业生产上
推广应用 ∀
参 考 文 献
毕克新等 q单板热压干燥工艺研究 q东北林业大学学报 ot||s ot{kyl }xw ∗ yt
曹忠荣 o黄征鸿 q中华人民共和国国家标准 }胶合板 q胶合强度的测定 qt||s oŠ… |{wy qtu ∗ {{
曹忠荣等 q中华人民共和国国家标准 }胶合板 q普通胶合板通用技术条件 qt||s oŠ… |{wy qw ∗ {{
陆肖宝 q一种值得尝试的单板干燥方法 ) ) ) 热压干燥 q林产工业 ot||u ot|kwl }ty ∗ t|
许美琪 q意大利杨单板干燥工艺研究 q林产工业 ot||w outkwl }tv ∗ tx
须小宇 q新型单板干燥机 …Št{v„的设计研究 q林产工业 ot||t ow }ut ∗ uw
张正荣 q传热学 q高等教育出版社 ot|{|
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w{ 林 业 科 学 vy卷