木材干燥是木制品生產過程中最為重要的工藝環節，其能耗約占到木制品生產總能耗的40％一70％。對木材進行正確合理的干燥處理，既是保證木制品質量的關鍵，又是合理利用和節約木材的重要手段。

據文獻報道，北京地區常規蒸汽干燥的換氣熱損失在40％左右。為了節約能量。筆者通過對木材真空干燥過程中過飽和蒸汽的形成機理的介紹，應用異質核化原理，提出通過向真空干燥箱中通入凝結核，使過飽和蒸汽(由于凸形液面上方有較大的飽和蒸汽壓，蒸汽就不容易在凸液面上凝聚，特別是使蒸汽凝結為液滴十分困難，因為在液滴形成的最初階段，液滴十分小，凸面的曲率半徑十分小，相應的飽和蒸汽壓相當大，有時蒸汽壓超過平液面上的飽和蒸汽壓的好幾倍，無法凝成液滴，這種蒸汽叫過飽和蒸汽)凝結的設想，從而將高溫高濕的過飽和蒸汽直接轉化為液滴的形式進行排放，不僅能使這部分水蒸氣的汽化潛熱得以重新利用，使水蒸氣以液態的形式排除從而節約為保持真空度時而消耗的能量以及減少水蒸氣的排放，還能減少空間水蒸氣的含量而加快木材內部水分移動速率，從而提高干燥速度。

一、真空干燥過程中過飽和蒸汽的形成機理、應用設想及實驗結果

1、過飽和蒸汽的形成機理蒸汽要形成液滴降落有同質核化(均質核化)和異質核化2種方式。同質核化(均質核化)是指只有水物質參與，沒有其他任何物質，而組成以聚合形式出現的純初相胚胎：異質核化是指有其他物質(氣溶膠粒子)參與核化作用而產生新相胚胎。如果空氣非常純凈，無雜質存在，凝結過程只能通過蒸汽分子自身聚合實現，這時發生的是均質核化凝結；在有細微顆粒存在的過飽和蒸汽環境中，微粒提供了一個汽一轉化的基底，蒸汽在顆粒上發生異質核化凝結51，而在真空干燥中，由于真空度很低，而且干燥箱內絕大部分都是水蒸氣，在通常情況下是進行同質核化，但是由于同質核化的液滴很小，根據開爾文公式川可以看出，只有當液滴半徑大于rc，過飽和水蒸氣才可能凝結。經驗表明，水滴的同質核化要求濕度的條件較高，按照飽和比的要求，要達到4.7，即相對濕度為470％，而這在自然條件下是不存在的，所以真空干燥過程中水滴的同質核化是不可能的。

2、異質核化在木材真空干燥中的應用設想研究采用人工降雨的方法使得真空干燥箱內的水蒸氣以異質核化的形式凝結，人工降雨主要是依據自然降雨的原理，通過飛機播撒或利用高炮，火箭從地面上發射催化劑，如碘化銀、干冰、液氮等，從而降低云層溫度，形成飽和水汽，或者向含有過飽和水汽的云層中撒播凝結核，增加云中的冰晶數量，進而增加雨滴的數量和直徑，提高降水轉化率，從而增加局地自然降水的目的。在木材真空干燥過程中，于過飽和蒸汽已經存在，此時如果在蒸汽中引入塵埃、雜質、離子等微粒，凝結就溶液發生，這是因為這些微粒表面上附上一層液體后便成為半徑相當大的液滴，蒸汽的凝結就在微粒表面上發生pJ。所以向干燥箱內通人凝結核就能以人工降雨的形式將過飽和蒸汽以雨滴的形式凝結，進而利用液滴放出的汽化潛熱。

1958年。兀etcher在Volmer不可溶平面核化凝結經典理論基礎上．首次提出了過飽和蒸汽在不可溶、表面均勻、光滑的球形顆粒上的異質核化理論1。Fletcher用該理論計算了顆粒尺寸和表面特性對異質核化成核率的影響，結果表明，顆粒半徑在0.01—0.1 laxn時，尺寸對成核率的影響較為明顯；半徑大于0.1斗m的顆粒，成核率與顆粒尺寸幾乎無關；而對于半徑小于0.01岬，的顆粒，成核率急劇下降，顆粒物表面特性對成核率有顯著影響。所以在干燥過程中可以向干燥箱內通入半徑大于0.01 la,rn的凝結核，從而讓過飽和蒸汽凝結。

3、真空干燥過程中過飽和蒸汽的實驗結果在真空干燥過程中，干燥溫度分別取30、40、50、60、70、80、90℃，向干燥箱內通入水蒸氣，最后壓力均能達到0.1 MICa，而30～90℃的飽和蒸汽壓(表1)H1均低于0．1 MPa。由此可以看出，在真空干燥過程中，干燥箱內水蒸氣均達到了過飽和狀態。

二、真空干燥過程中理論節能率的理論計算

節能量的理論計算假設在木材真空干燥過程中的各個溫度階段最后的壓力均為0.1 MPa，通入凝結核之后，真空干燥箱內的所有過飽和蒸汽都以液滴的形式凝結出來，最后達到該條件下的飽和狀態，

三、結論與討論

研究通過對真空干燥過程中過飽和蒸汽的形成機理的介紹，對真空干燥過程中所需總能量和節能量的計算以及理論節能率的計算，得出以下結論。①在真空干燥過程中由于干燥箱內部基本上是水蒸氣，其他雜質較少，所以水蒸氣發生同質核化，但是由于同質核化很難進行，所以在真空干燥過程中都會產生過飽和蒸汽。②可以通過向真空干燥箱內部通入凝結核，運用人工降雨的機理對讓過飽和蒸汽進行異質核化，從而使得蒸汽中過飽和部分以液滴的形式凝結。③通過理論計算，干燥l m3杉木(含水率從60％一10％)可以節約的能量為75．074 W，理論節能率為45.3％。④研究僅為理論計算，實際節能率需進一步實驗驗證。http://m.9919977.com