目前我國木材干燥生產(chǎn)基本都是采用常規(guī)木材干燥設(shè)備（蒸汽干燥）和相應(yīng)的工藝，主要問題是能耗過高。其中干燥過程熱能消耗和窯體內(nèi)部用于擴(kuò)散熱量的通風(fēng)機(jī)驅(qū)動的電能消耗是很難被降低的，因此要想將烘干箱的能耗降低就要改變常規(guī)的設(shè)計(jì)思路，從窯體結(jié)構(gòu)以及能源消耗的途徑入手。文章所介紹的“聯(lián)合式木材干燥窯”正是傳統(tǒng)干燥技術(shù)與現(xiàn)代先進(jìn)的能源設(shè)備所結(jié)合的產(chǎn)物，其節(jié)能、高效的特點(diǎn)完全符合當(dāng)下木材加工領(lǐng)域?qū)夹g(shù)革新的需求。

在木材加工和家具制造業(yè)中，必不可少的木材干燥生產(chǎn)環(huán)節(jié)能耗約占全部生產(chǎn)能耗的40%-70%以上，而其熱效率僅為30%-40%?，F(xiàn)在國內(nèi)企業(yè)基本上都是采用傳統(tǒng)的常規(guī)烘干箱，由于木材干燥生產(chǎn)的特殊性和干燥設(shè)備、生產(chǎn)工藝技術(shù)水平的限制，能耗居高不下。近年來，隨著國家大力倡導(dǎo)節(jié)能減排降耗，創(chuàng)建節(jié)約型社會的呼聲越來越高，政策的引導(dǎo)也促使木材工業(yè)苦練內(nèi)功，在保證木材干燥質(zhì)量的前提下，探索提高木材干燥速度的途徑：節(jié)約能源、提高熱效率、節(jié)約干燥成本，在提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)還可以保護(hù)有限的能源資源和環(huán)境資源。對現(xiàn)有木材干燥技術(shù)進(jìn)行審視分析，探討其節(jié)能可能性，并將其滲透到木材干燥研究中，這將是整個(gè)木材加工行業(yè)在今后的發(fā)展中都應(yīng)十分關(guān)注的方面。

當(dāng)烘干箱風(fēng)機(jī) 啟動時(shí)，空氣流經(jīng)過右側(cè)散熱器4 加熱升溫，經(jīng)90°轉(zhuǎn)向進(jìn)入右側(cè)豎直風(fēng)道，再經(jīng)90°轉(zhuǎn)向進(jìn)入板材間水平氣道。熱空氣流通過水平氣道時(shí)吸收板材中析出的水分而濕度增加、溫度降低，然后通過左側(cè)豎直風(fēng)道向下流動，由左側(cè)散熱器加熱返回風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)口，空氣流完成一個(gè)順時(shí)針循環(huán)。根據(jù)干燥工藝的要求，間隔一段時(shí)間風(fēng)機(jī)反轉(zhuǎn)，形成逆時(shí)針循環(huán)氣流。在干燥初期，板材中水分較多，此時(shí)應(yīng)打開進(jìn)、排氣道8，將部分高濕度熱空氣排放至室外帶走板材中析出的水分，同時(shí)引入室外干空氣，使循環(huán)氣流始終保持一定干度，便于板材干燥。

由此可見，要使板材堆垛各處板材均勻干燥，烘干箱的循環(huán)氣流速度的均勻性是關(guān)鍵。但在實(shí)際生產(chǎn)中存在一些問題: 

①板材堆垛左、右上角部分板材經(jīng)常出現(xiàn)開裂、變形翹曲;

②板材堆垛沿高度方向各層板材最終含水率不均勻，干燥質(zhì)量差。為了找到實(shí)際生產(chǎn)中常規(guī)熱風(fēng)干燥室出現(xiàn)問題的原因，本文采用計(jì)算流體動力學(xué)( CFD) 軟件SC /Tetra對干燥作業(yè)時(shí)干燥室內(nèi)空氣流速度進(jìn)行數(shù)值模擬，按照實(shí)驗(yàn)室的干燥室1∶ 1建模，干燥室模型尺寸為: 沿X方向?qū)?． 6 m，沿Y 方向長3． 8 m，沿Z 方向高3． 2 m。烘干箱內(nèi)板材堆垛和風(fēng)機(jī)位置干燥室上部配置2 臺風(fēng)機(jī)，每臺功率1． 1 kW，風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口都是直徑為420 mm 圓形，風(fēng)機(jī)支撐框架置于中間位置，板材堆垛中單片板材厚度為50 mm，各片板材間放置的隔條厚度為40 mm，整個(gè)板材堆垛高2 200 mm。

烘干箱在利用SC /Tetra 的前處理軟件時(shí)，設(shè)置的邊界條件為: 風(fēng)機(jī)軸流風(fēng)速為2 m/s，風(fēng)機(jī)進(jìn)出風(fēng)口采用壓力邊界條件，干燥室壁和板材表面采用無滑絕熱壁面邊界條件，選?。襡alizable κ-ε 湍流模型，關(guān)閉全部進(jìn)、排氣道。氣流數(shù)值模擬結(jié)果常規(guī)熱風(fēng)干燥室內(nèi)的空氣流速度場分布如圖4 所示。

從烘干箱中看出:

 ①風(fēng)機(jī)出風(fēng)口的氣流發(fā)散、送風(fēng)速度迅速降低導(dǎo)致氣流下傾，部分氣流到達(dá)右側(cè)豎直風(fēng)道之前就與頂層板材水平面接觸碰撞，部分直接射至豎直風(fēng)道的外側(cè)壁上，氣流在水平-垂直轉(zhuǎn)向處紊亂堆積無法形成光滑順暢射流，使豎直風(fēng)道上方產(chǎn)生渦流，這就導(dǎo)致了板材堆垛左、右上角部分板材經(jīng)常出現(xiàn)開裂、變形翹曲; 

②豎直風(fēng)道上方產(chǎn)生的渦流影響了堆垛上層水平氣道的風(fēng)速，使板材堆垛沿高度方向的空氣流速度分布不均勻，這就導(dǎo)致了板材堆垛沿高度方向各層板材最終含水率不均勻，干燥質(zhì)量差。烘干箱優(yōu)化設(shè)計(jì)為了改善常規(guī)干燥室存在板材開裂、變形翹曲，板材最終含水率不均勻的實(shí)際問題。采用新技術(shù)對常規(guī)干燥室進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。烘干箱設(shè)置了可調(diào)控引導(dǎo)送風(fēng)罩11，調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)出風(fēng)口空氣流的速度; 并設(shè)置了風(fēng)機(jī)移動調(diào)節(jié)裝置10 使風(fēng)機(jī)出風(fēng)口氣流的射程與風(fēng)機(jī)至豎直風(fēng)道之間的距離相匹配，使氣流射流到達(dá)豎直風(fēng)道上方正好沿干燥室頂角的圓弧形導(dǎo)流板90°轉(zhuǎn)入豎直風(fēng)道，使送風(fēng)氣流的射流順暢、分布均勻。