木材干燥学：干燥介质的性质

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1、木材干燥学建筑之家第二讲干燥介质的性质主要内容：1.干燥介质的定义及常用干燥介质的性质2.过热蒸汽的焓3.相对湿度、湿容量、湿含量4.湿空气的焓∑干燥介质（dryingmedium）：在干燥过程中能够把热量传递给木材、同时又能把木材排出的水汽带走的媒介物质（可为气体或液体）。∑常用的木材干燥介质有：过热水蒸汽(superheatedsteam)、湿空气(moistair)、炉气(furnaceair)一、过热水蒸汽的性质∑1．过热水蒸汽的产生水蒸气的定压发生过程：水湿饱和蒸汽（湿蒸汽）干饱和蒸汽（干蒸汽）过热蒸汽湿饱和蒸汽：水在汽化过程中形

2、成的汽、水两相混合物，白色、雾状。干饱和蒸汽：水在汽化过程中形成的与沸腾水相平衡的蒸汽，无色、透明。过热蒸汽：温度高于相同压力下饱和蒸汽的蒸汽。¢湿饱和蒸汽是水与干饱和蒸汽的混合物。¾思考：蒸馒头时，正常情况下锅内的水蒸气为什么状态？如锅内的水被烧干，即“干锅”，这时锅内蒸气状态将发生什么变化？时间长了对馒头会产生什么影响？为什么？∑2．干度：单位质量的湿饱和蒸汽中含有干饱和蒸汽的量，用x表示。(描述湿饱和蒸汽的量)干饱和蒸汽质量x=饱和水质量+干饱和蒸汽质量水的干度为，干饱和蒸汽的干度为，湿饱和蒸汽的干度介于和之间。∑3．饱和蒸汽的温度与

3、其压力的关系：饱和蒸汽的压力称为饱和压力，相对应的温度称为饱和温度。二者存在对应关系，在90~250℃范围内，可近似地用下式表示：P=（t/100）4bhbh注：蒸汽的饱和温度等于在该压力下水的沸点。1.81.61.41.210.80.6饱和压力(MPa)0.40.20100120140160180200饱和温度(℃)饱和压力随饱和温度变化曲线∑4．过热度：过热蒸汽的温度与相同压力下饱和蒸汽温度的差。过热度越大，过热蒸汽的状态距离饱和蒸汽的状态越远，过热蒸汽越不饱和，干燥能力越强。(描述过热蒸汽的量)•饱和度：单位体积过热蒸汽的质量与同温度

4、下达到饱和形成干饱和蒸汽的质量的比值。(描述过热蒸汽的量)过热蒸汽是未饱和蒸汽，其饱和度φ可表示为：φ=ρ/ρ≈P/Pgrbhgrbhρ、P：表示过热蒸汽的密度和压力。grgrρ、P：表示同温度下饱和蒸汽的密度和压力。bhbh（特例：常压过热蒸汽）∑5．过热蒸汽的焓•在常压状态下，过热蒸汽的焓可由下式表示（从产生过程来计算）：i=i+i+in123i：表示单位质量的水由0℃到100℃所具有的焓。1i：表示100℃的水完全变成100℃的干饱和蒸汽所具有2的焓，即水的汽化潜热。i：表示100℃的干饱和蒸汽变成某一温度过热蒸汽所具3有的焓。例：计

5、算从木料中蒸发1kg水分需要过热蒸汽？设蒸发水分前1kg常压过热蒸汽所具有的焓为：i=i+i+i=419+2257+2（t1-100）=2476+2t1（kJ/kg）n123•蒸发水分后过热蒸汽的温度由流入材堆时的t降到流出材堆时的t，其焓减为：12i′=419+2257+2(t-100)n2•则蒸发水分前后过热蒸汽焓的减少量为：△i=i-i′=2（t－t)1nn12ò木料中1kg水分变为温度为t的过热蒸汽后，焓的增量为：2△i=i′－419=2257+2（t-100）2n2•假设从木料中蒸发1kg水分所需之过热蒸汽量为Lkg，则有：L△i

6、＝1△i12•所以蒸发1kg水所需要的过热蒸汽为：L=△i/△i=（1029+t）/（t－t）21212•1千克过热蒸汽蒸发水的量为L的倒数，即：D=1/L=（t－t）/（1029+t）(kg/kg)122=1000（t－t）/（1029+t）(g/kg)122©流过材堆的每1kg过热蒸汽的温度每降低1℃，则会从木料中蒸发出1g的水。精确计算时，在100℃～150℃范围内，D值为0.85~0.89g/kg。二、湿空气的状态参数∑1．湿空气的组成：湿空气由干空气和水蒸汽组成。湿空气可以看作是理想气体，遵循理想气体的状态方程。∑2．湿空气的压力

7、：湿空气的压力P等于干空气的压力P与水蒸汽的压力P之和。gksz即：P=P+Pgksz(在一定温度条件下，Psz是衡量湿空气干燥与潮湿的基本指标)∑3．湿空气的湿度：•绝对湿度(absolutehumidity)：单位体积的湿空气中所含水蒸汽的质量（决定于温度和相对湿度)。•湿容量：饱和湿空气的绝对湿度。•湿容量反映了湿空气的吸湿能力，它随温度的升高而明显增加。(℃)－20－100204060801001000ρ0(g/m3)0.290.812.117.351.1130293598•相对湿度(relativehumidity)：单位体积的湿

8、空气中含有水蒸汽的重量与同温同压下可能含有最大水蒸汽的重量之比，即：绝对湿度与湿容量之比。•相对湿度也称为湿空气的饱和度，说明在一定温度条件下湿空气被水蒸汽所饱和的程度。φ为0时