生态板的木材原理是一种天然材料,表征为毛细管多孔,颗粒纤维是多层次的复杂结构,因此处于微观层面,属于异质和吸湿性多孔介质。多孔介质中的传热带来许多问题,会发生传质现象。另外生态板的制造过程,涉及多个传热现象,如热传导,对流和辐射,这些传热现象涉及颗粒纤维的干燥和热压过程,干燥中的对流,树脂蜡和其他添加剂的热压等,这些都是需要进行加热的过程。除此还有水分传递现象。
生态板生产中的传热机制有三种基本的传热机制:导热,对流和辐射。
导热通过温度传递的能量差异,从较高温度区域到较低温度区域。在板材生产的传导中,能量通过木质分子从较高热量区域到较低热量区的导热,
对流是流体中传导方式,其中流体从高热量传递到低热量区域。必须保持热流体通过分子碰撞将能量转移到,对流可以通过强制来增强流动以增加分子碰撞的速度。
辐射,即热量的传递电磁辐射,外部产生的辐射以光速传播,辐射能量的波长必须与产品吸收能量耦合。
因为生态板生产能源成本非常高,现代化设备在处理木材干燥的制造中,需要合理的设计传热机制。
在流体中,分子扩散和对流是传质的基本机制,在多孔网状结构的木材中,毛细作用,表面张力,纤维运动也很重要。在多孔木材纤维中,内部传质可能发生。内部传质的几种机制包括液体,体积流动和毛细管流动。在生态板中,有三种类型的流动:粘性或粘性层流,湍流和分子流动。由分子扩散通过毛细管组成由施加的压差引起的压力梯度,为了重建平衡,会有水从较大的孔隙迁移到较小的孔隙,迁移到电位低的区域。
木材干燥过程中存水分传递现象,干燥是生态板生产中的重要过程,消耗大量能量,如果没有适当的控制,会引起水分失衡的问题。干燥过程中,刨花板,纤维板水分含量各不同。如果是刨花板,配料到达干燥器,含水量从10%到20%不等 ,%夏天约为30-40%,冬天60-70%。如果是颗粒纤维与液体树脂一起使用时,必须干燥至约2-7%。在密度板中,干燥温度达到160°C,干燥时间在2到5天之间。
随着干燥,木材水分浓度梯度变得越来越低,水分发生传递,导致干燥速度降低,干燥率下降,当传递时干燥继续缓慢,直到材料之间水分达到平衡。干燥速度受到控制,通过传热,水分吸附减少,温度升高。水分传递具体取决于材料性质大小。在干燥颗粒材料时,重要的是考虑热量的传递,颗粒内部以及颗粒表面。
根据以上这些现象,可以总结出一些可利用的优势,例如在常规的实木干燥中,对流传热不如导热传递效率高,在木材颗粒纤维的干燥中,热量主要通过对流传热给材料,效率比其他两种传递高。
而采取的干燥干燥也会影响整个过程,是采用空气好,还是水蒸气好,需要根据实际情况调整,使用空气可以保持恒定干燥速率,而采用水蒸气可以保持木材有稳定的含水量。