根據(jù)供熱方式的不同，木材干燥可分為熱風對流干燥、微波干燥和紅外線輻射干燥等。為了比較這3種供熱方式對木材干燥特性的影響，筆者進行了干燥動力學對比試驗，測定并分析樹種、板材厚度對干燥速度和能耗的影響規(guī)律，研究不同干燥方法的最佳分界點，旨在為合理制定干燥工藝提供依據(jù)。
　　1材料與方法
　　111試驗材料與試件準備速生馬尾松（Pinusmassoniana）、楊樹（Populusdeltoidscv1I269255），采自合肥，其氣干密度分別為0142和0148g/cm3。將原木加工成2m長的木段，并鋸解成10、20、30和40mm等4種不同厚度規(guī)格的弦切板，厚度允許誤差±011mm.挑選質地均勻，無裂紋、樹瘤、蟲眼等缺陷的板材備用。為了減少鋸材端頭和側面在干燥過程中的水分蒸發(fā)，每塊試樣的端頭和側面用耐高溫硅膠封涂。
　　112儀器設備與方法選用
　　熱風對流干燥：選用DHG29240A型電熱恒溫鼓風干燥機，總功率為400W，干燥溫度、風速可調。干球溫度恒為105℃，濕球溫度為85℃，風速為110m/s；微波干燥：選用格蘭仕微波爐，額定功率1200W，頻率2450MHz，試驗采用60火力間歇加熱；遠紅外干燥：選用JH型石英紅外輻射加熱器，功率為400W.
　　含水率測試采用稱重法，能耗測定選用數(shù)字式功率表。熱風對流、紅外線輻射干燥的測試間隔為1h；微波干燥測試間隔為10min.采用混合正交表設計試驗方案，每組試驗重復3次，取其平均值。
　　2結果與分析
　　211干燥速度21111隨時間的變化不同供熱方式下，不同厚度的松木和楊木鋸材的干燥速度。
　　可知，熱風對流供熱方式下，木材含水率從60降至8需8～13h；全過程可分為加速、恒速和降速3個階段。薄板材恒速階段不明顯，降速階段占全過程的60，總體干燥時間長、速度慢。
　　顯示，在紅外線供熱方式下，木材含水率從60降至8需6～14h，無明顯的恒速階段，加速階段時間僅占全過程10.這是因為紅外線輻射加熱無需中間介質，直接傳遞熱量，木材表面自由水可迅速蒸發(fā)。木材吸收到的輻射能主要集中在表層，而木材內部主要以水分傳導的方式從表面?zhèn)鲗崃?，熱轉移的速度慢，對厚板的干燥時間長。
　　表明，在微波供熱方式下，木材含水率從60降至8僅需40～60min；全過程也可分為加速、恒速和降速3個階段，其中加速階段時間占全過程10，恒速階段占70，總體干燥時間短、速度快。
　　主要原因是，微波加熱的熱量是由木材內部蒸汽生成，并形成壓力梯度，導致木材在失水過程中可保持較高的干燥速度，且基本處于恒速。還可以看出，微波加熱恒速階段（10～30min）有一個明顯的波動，這是因為干燥初期木材的含水率高于纖錐飽和點，自由水迅速向外滲透，干燥速度上升并趨于穩(wěn)定；隨著木材內部溫度迅速升至100℃時，在蒸汽壓力的作用下，大量水分排出，干燥速度再次上升，致使恒速階段出現(xiàn)明顯的波動。
　　21112隨板材厚度、樹種的變化干燥速度是多因素函數(shù)，不僅與供熱方式、加熱器參數(shù)有關，還與干燥對象參數(shù)（板材含水率、樹種、厚度）有關。為了比較不同厚度、不同樹種板材的干燥速度，將試材初始含水率統(tǒng)一調為60，并設定最終含水率為8.
　　為板材厚度、樹種對其干燥速度的影響曲線?？梢钥闯?，熱風對流和紅外線供熱方式下，干燥速度隨板材厚度增加而降低；對10mm薄板紅外線的干燥速度比熱風干燥方式快，說明紅外適宜干燥薄板；微波干燥時，板材厚度對干燥速度的影響復雜，以20mm厚板的干燥速度最快。
　　將干燥速度與板材厚度進行回歸分析，結果表明，對2種木材，熱風對流干燥速度與板厚的相關性均達011水平顯著；紅外干燥速度與板厚的相關性達0105水平顯著；微波干燥速度與板厚不相關。
　　為了減少干燥缺陷，本試驗確定：熱風對流干燥、紅外輻射干燥功率密度為01025W/g，微波干燥功率密度為012W/g.考慮到在微波干燥中，木材處于整體加熱，加熱速度高于水分汽化和擴散速度，因此，微波干燥采用60的火力間歇加熱，以增加水分繼續(xù)汽化和中心水分向外遷移的時間，減少干燥能耗。
　　由圖可見，微波干燥能耗比熱風對流、紅外低。對10mm薄板干燥，3種供熱方式的平均能耗比為：1∶0187∶0182；20mm厚板干燥的能耗比為：1∶1106∶0156；40mm厚板的能耗比為：1∶1110∶0160.
　　就樹種而言，在熱風對流和紅外干燥方式下，松木比楊木的速度快、能耗低，微波干燥則相反。其原因是微波干燥效果與樹種密度有關，通常密度越大，木材的介電系數(shù)和損耗角正切也越大，木材的加熱速度就越快。楊木屬散孔材，具有良好的透氣性及透水性，適于高溫微波干燥。
　　213干燥質量
　　1）熱風對流干燥易產(chǎn)生表裂和內裂缺陷，其原因是，在干燥初期高溫使木材外表的水分迅速蒸發(fā)，而內部仍處于冷濕狀況，存在溫度梯度，外部由于不能達到應有的干縮程度而產(chǎn)生表裂缺陷；隨著熱量的傳遞，木材內部水分開始蒸發(fā)，同樣由于不能達到應有的干縮程度而產(chǎn)生內裂缺陷。試驗結果表明，馬尾松比楊木更易產(chǎn)生表裂和內裂缺陷。
　　2）微波加熱屬于體積加熱，溫度梯度小，可解決帶髓心方材的干燥問題。微波干燥速度快，若工藝操作不當，易出現(xiàn)內裂和炭化等干燥缺陷。其原因是在干燥初期，木材內部水分形成大量的水蒸氣，過量的水蒸氣壓力易使木材內部沿木射線方向內裂；干燥后期木材含水率低，內部溫度高，由于過熱易炭化。試驗結果顯示，馬尾松比楊木易產(chǎn)生炭化。
　　3）紅外加熱透入木材的深度有限，輻射能主要集中在木材表層，而木材內部主要以水分傳導的方式從表面?zhèn)鲗崃浚瑹徂D移的速度遠低于輻射加熱速度，因而在木材厚度方向形成較大的溫度差和含水率差，導致鋸材在干燥過程中易產(chǎn)生表面硬化、干裂和變形缺陷。由此可知，紅外輻射加熱僅適用于薄板的干燥。
　　3結論
　　1）熱風對流、紅外線干燥速度與板厚成反比；微波輻射干燥速度與板材厚度無關。
　　2）微波干燥的能耗比熱風對流、紅外線輻射干燥的能耗低。不同樹種之間，在熱風對流和紅外輻射干燥方式下，馬尾松比楊木的速度快、能耗低；微波干燥則相反。
　　3）熱風對流干燥周期長，易產(chǎn)生表裂和內裂缺陷；微波加熱屬體積加熱，適于干燥厚板，但其干燥速度快，若工藝操作不當，易出現(xiàn)木材內裂和炭化等干燥缺陷；紅外干燥成本較高，干燥質量較差，僅適于薄板干燥。　
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