Сушка древесины происходит в результате удаления влаги с поверхности ее и влагопереноса, т. е. перемещения влаги внутри древесины. Перемещение влаги внутри материала может происходить в следующих условиях: если содержание влаги в различных участках будет неодинаковое, она будет перемещаться в направлении участков с меньшей влажностью из-за перепада влажности; если температура различных участков будет неодинакова, влага будет перемещаться в направлении понижающейся температуры из-за перепада температуры; если давление на отдельных участках объема древесины будет различное, влага будет перемещаться к участкам с пониженным давлением из-за перепада давления.
Движение влаги под действием перепада влажности называется влагопроводностью. Влагопроводность древесины зависит от коэффициента влагопроводности, температуры, породы древесины, влажности материала, направления движения влаги относительно волокон, местоположения древесины в стволе (ядро, заболонь). Движение влаги под действием перепада температуры называется термовлагопроводностью. Под действием перепада давления движение влаги характеризуется молярным влагопереносом, т. е. образованием непрерывного направленного потока влаги. При сушке древесины возможно одновременное действие всех перечисленных факторов.
Конвективная сушка древесины в воздушной среде делится по уровню начальной влажности на две группы: сушка с начальной влажностью древесины ниже предела насыщения и сушка с начальной влажностью выше предела насыщения. По уровню температуры воздушной среды сушка делится на низкотемпературную (температура воздуха ниже 100°С) и высокотемпературную (температура выше 100 °С).
Рассмотрим этап сушки, наиболее ответственный по уровню начальной влажности и наиболее распространенный в производстве по уровню температуры - низкотемпературную сушку при начальной влажности ниже предела насыщения.
Древесина помещена в среду влажного горячего воздуха. Температура и влажность воздуха таковы, что соответствующая его состоянию равновесия влажность древесины значительно ниже начальной влажности высушиваемой древесины. С поверхности древесины начинается испарение влаги и влажность поверхностных слоев снижается. В результате перепада влажности влага из глубинных слоев начинает перемещаться к поверхностным слоям. температура поверхности сначала быстро, а потом замедленно повышается, приближаясь к температуре воздуха. Температура средней части также повышается с некоторым отставанием от температуры периферийной зоны.
Изменение влажности и температуры в процессе сушки можно проследить по графикам.
Изменение температуры и средней влажности материала на протяжении всего процесса сушки. Средняя влажность древесины в период прогрева почти не изменяется. Это объясняется тем, что влага не перемещается, так как под действием перепада влажности жидкость должна была бы двигаться наружу, а под действием перепада температуры - внутрь. В последующие моменты времени, когда перепад температуры по сечению материала становится незначительным, начинается перемещение влаги наружу в результате влагопроводности и средняя влажность древесины снижается. К концу процесса температура поверхности древесины и ее центра почти выравнивается и становится близкой к температуре воздуха. Влажность древесины приближается к равновесной. Однако вследствие значительного замедления процесса уменьшения влажности сушку не доводят до состояния равновесной влажности, а заканчивают раньше - при достижении заданной конечной влажности.