生態板的木材原理是一種天然材料,表征為毛細管多孔,顆粒纖維是多層次的復雜結構,因此處于微觀層面,屬于異質和吸濕性多孔介質。多孔介質中的傳熱帶來許多問題,會發生傳質現象。另外生態板的制造過程,涉及多個傳熱現象,如熱傳導,對流和輻射,這些傳熱現象涉及顆粒纖維的干燥和熱壓過程,干燥中的對流,樹脂蠟和其他添加劑的熱壓等,這些都是需要進行加熱的過程。除此還有水分傳遞現象。
生態板生產中的傳熱機制有三種基本的傳熱機制:導熱,對流和輻射。
導熱通過溫度傳遞的能量差異,從較高溫度區域到較低溫度區域。在板材生產的傳導中,能量通過木質分子從較高熱量區域到較低熱量區的導熱,
對流是流體中傳導方式,其中流體從高熱量傳遞到低熱量區域。必須保持熱流體通過分子碰撞將能量轉移到,對流可以通過強制來增強流動以增加分子碰撞的速度。
輻射,即熱量的傳遞電磁輻射,外部產生的輻射以光速傳播,輻射能量的波長必須與產品吸收能量耦合。
因為生態板生產能源成本非常高,現代化設備在處理木材干燥的制造中,需要合理的設計傳熱機制。
在流體中,分子擴散和對流是傳質的基本機制,在多孔網狀結構的木材中,毛細作用,表面張力,纖維運動也很重要。在多孔木材纖維中,內部傳質可能發生。內部傳質的幾種機制包括液體,體積流動和毛細管流動。在生態板中,有三種類型的流動:粘性或粘性層流,湍流和分子流動。由分子擴散通過毛細管組成由施加的壓差引起的壓力梯度,為了重建平衡,會有水從較大的孔隙遷移到較小的孔隙,遷移到電位低的區域。
木材干燥過程中存水分傳遞現象,干燥是生態板生產中的重要過程,消耗大量能量,如果沒有適當的控制,會引起水分失衡的問題。干燥過程中,刨花板,纖維板水分含量各不同。如果是刨花板,配料到達干燥器,含水量從10%到20%不等 ,%夏天約為30-40%,冬天60-70%。如果是顆粒纖維與液體樹脂一起使用時,必須干燥至約2-7%。在密度板中,干燥溫度達到160°C,干燥時間在2到5天之間。
隨著干燥,木材水分濃度梯度變得越來越低,水分發生傳遞,導致干燥速度降低,干燥率下降,當傳遞時干燥繼續緩慢,直到材料之間水分達到平衡。干燥速度受到控制,通過傳熱,水分吸附減少,溫度升高。水分傳遞具體取決于材料性質大小。在干燥顆粒材料時,重要的是考慮熱量的傳遞,顆粒內部以及顆粒表面。
根據以上這些現象,可以總結出一些可利用的優勢,例如在常規的實木干燥中,對流傳熱不如導熱傳遞效率高,在木材顆粒纖維的干燥中,熱量主要通過對流傳熱給材料,效率比其他兩種傳遞高。
而采取的干燥干燥也會影響整個過程,是采用空氣好,還是水蒸氣好,需要根據實際情況調整,使用空氣可以保持恒定干燥速率,而采用水蒸氣可以保持木材有穩定的含水量。