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[期刊] 林业科学
[作者]
马尔妮 王望 李想 杨甜甜
【目的】基于低场核磁共振技术考察木材干燥过程中水分的横向弛豫特性,以阐释干燥时木材中水分状态的变化机制,为木材干燥及水分处理提供理论依据及数据支持。【方法】以20 mm(L)×5 mm(R)×5 mm(T)的南方松为试验材料,采用两步法将试材从饱水状态干燥至约5%含水率,通过定期测定含水率和横向弛豫时间,分析木材干燥时内部水分状态变化及迁移情况,探究自由水与吸着水的分界及其与纤维饱和点的关系。【结果】1)饱水试材存在2个明显的弛豫峰和1个峰肩,三者的横向弛豫时间为67.65、1.24和1113 ms,分别
[期刊] 林业科学
[作者]
张明辉 李新宇 周云洁 高玉磊
以新疆杨幼龄材为研究对象,以水分子中的H质子为探针,利用时域核磁共振技术探究木材干燥过程中水分状态变化与迁移。通过对干燥过程中水分变化的自由感应衰减曲线(FID)和横向弛豫时间(T2)进行测定与分析,探究木材内部水分状态变化及迁移过程。结果表明:利用时域核磁共振技术测得新疆杨的理论含水率(71.90%)与实际含水率(73.74%)相差1.84%。通过T2分布描述木材干燥过程中水分的迁移,例证在木材干燥的初始阶段结合水也有缓慢减少的现象。通过不同组分水的T2弛豫时间对应的峰面积定量计算出新疆杨幼龄材中不同状态水的含量。对干燥过程中的自由水、结合水及木材总含水量的变化建立相应的数学模型。
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
侯俊峰 伊松林 周永东 潘斌 周凡
【目的】对热压干燥过程中杨木锯材芯层温度和压力进行测试,探究热压板温度对热压干燥过程中杨木锯材芯层温度和压力等参数及水分状态的影响,为热压干燥机理研究提供依据。【方法】采用集成探针同步测量并记录热压干燥过程中杨木锯材芯层温度和压力,通过对杨木锯材芯层压力测量值与测量温度对应的饱和蒸汽压力值(压力理论值)进行对比分析,进而推测热压板温度对热压干燥过程中杨木锯材水分状态的影响。【结果】当热压板温度从120℃升高到140℃时,杨木锯材芯层压力峰值从146.4 k Pa增大到213.1 k Pa,相应温度峰值从102.8℃升高到123.7℃,温度和压力同时达到峰值,到达峰值时间从17.5 min缩短到11.6 min。当热压板温度为120和130℃时,含水率高于纤维饱和点的杨木锯材芯层水分为过压的未饱和水,热压干燥后杨木锯材芯层终含水率(48.55%和49.88%)高于纤维饱和点;当热压板温度升高到140℃时,杨木锯材芯层自由水受热汽化形成水蒸气,并随着蒸汽温度的升高由饱和状态转化为过热状态,热压干燥后杨木锯材芯层终含水率(27.70%)低于纤维饱和点。【结论】热压干燥过程中热压板温度越高,杨木锯材芯层温度和压力达到的峰值越高,峰值持续时间越短。热压干燥过程中含水率高于纤维饱和点的杨木锯材水分状态根据热压板温度不同,可为液态水(过压的未饱和水)、饱和水蒸气或过热蒸汽状态。
关键词：
杨木锯材 热压干燥 温度 压力 水分状态
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
李贤军 吴庆利 姜伟 张璧光
该文以马尾松木材为研究对象,对微波真空干燥过程中木材内部的含水率分布进行了研究,首次阐述了微波真空干燥过程中木材内部的水分迁移机理.研究结果表明:在微波真空干燥过程中,木材内部的含水率分布比较均匀,在厚度方向没有明显的整体性含水率梯度,特别是在干燥的后期,木材内部的含水率分布更加均匀;当含水率在纤维饱和点(FSP)以上时,木材中的自由水和水蒸气在压力梯度的作用下以渗透流的形式在木材内部迁移;当含水率在FSP以下时,木材中的水分在压力梯度的作用下以水蒸气的形式向木材表面迁移;因热扩散、含水率梯度引起的水分迁移可以忽略不计.
关键词：
干燥 微波真空 水分迁移 木材
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
费本华 赵勇 侯祝强 赵荣军
该文采用一种全新的方法———分形理论来描述干燥过程中,木材内部孔隙度的变化情况.实验以银杏和板栗为试材,采用连续升温干燥的方法,并建立了不同干燥温度下木材重量和尺寸之间的双对数关系,计算得出木材内部孔隙度的分形维数.结果表明:木材内部孔隙度的分形维数是定量反映干燥过程中木材内部孔隙复杂程度新的有效指标.木材内部孔隙度分形维数的变化与干燥温度和木材含水率的变化相对应,随着干燥温度的升高,两种试材含水率逐渐降低,内部孔隙度的分形维数均逐渐增大,内部孔隙的复杂程度也增大.当干燥温度从20℃到100℃,试材从气干状态(含水率14%)到绝干状态,银杏木材内部孔隙度的分形维数变化在2.1057～2.875...
关键词：
木材 分形理论 内部孔隙度 分形维数
[期刊] 林业科学
[作者]
郭鑫 吴义强 李贤军
木材-水分关系是木材科学领域的传统经典研究内容。随着现代分析技术不断发展,木材-水分关系研究已从宏观进入到微观,从细胞水平上升到分子水平,趋向于系统化和综合性。本文首先论述木材细胞壁壁层结构与化学组分的非均匀性以及木材中水分存在状态的多样性,得出木材-水分关系研究的热点和难点是木材中水分分布以及存在状态。其次,归纳磁共振成像、计算机断层扫描成像、中子成像和振动光谱成像4种现代分析技术应用于木材中水分分布研究的最新进展,并分析这4种技术的优缺点。其中,部分最新研究进展是:属于振动光谱成像的显微红外成像技术具
关键词：
木材 水分分布 存在状态
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
刘志军 张璧光 刘智
该文通过测定木材微波干燥过程中内部的温度、压力和分层含水率,着重研究了在微波干燥过程中木材内部温度、水蒸气压力和水分分布状态与变化情况.通过对其相互关系的理论分析,得出了以下研究结果:在微波干燥过程中,木材内的温度分布比较均匀,但在干燥的后期,木材内温度分布的不均匀性有加大的趋势;随着干燥的进行,木材内部含水率梯度逐渐减小,含水率分布更加均匀;在木材干燥的初期,木材表面有水分“积聚”现象;在功率1000W条件下,测定规格300mm×100mm×60mm试材内部压力,纤维长度方向木材内部最大压差为20.1kPa,厚度方向木材内部最大压差为17.9kPa,表明木材微波干燥过程中在厚度和长度方向分别...
关键词：
微波干燥 水分移动机理 蒸汽压差 马尾松
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
刘志军 张璧光 贺宏奎
该研究利用T型聚四氟乙烯连接装置将温度传感器和压力传感器与被干材内部的待测点相连,实现了微波干燥过程中对木材内部同一点温度、蒸汽压力的同步测定.主要分析了木材内温度、蒸汽压力在微波场中的变化特性及其相互关系,并对温度、蒸汽压力的变化与微波干燥中出现的内裂、炭化等干燥缺陷的相关性进行了初步探讨.研究结果表明,木材在微波干燥过程中,温度的变化大致分为3个阶段快速升温段,恒温段和后期升温段;微波辐射功率增高,升温速度加快,恒温段温度提高,恒温段时间缩短;微波辐射功率提高,木材内部蒸汽压力上升速度相应加快,压力峰值也相应变大,最大压力值保持的时间变短.压力上升速度伴随着温升速度的加快而加快,当温度升高...
关键词：
微波干燥 蒸汽压力 温度
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
伊松林 张璧光 常建民
该文以马尾松为试验材料 ,通过对真空 浮压干燥中木材内部温度场、湿度场随压力浮动频率变化的试验研究 ,总结出木材在真空 浮压干燥过程中内部自由水迁移的基本规律 ,并对水分迁移的机制与驱动势进行了分析 .试验结果和理论分析显示 ,在真空 浮压干燥过程中自由水的输运由两部分完成 ,一部分为毛细管压力下液体的团块迁移 ;另一部分为在压力梯度下 ,由于压力波动而引起自由水的蒸发或沸腾后所产生的水蒸气的迁移 ,且后者在自由水的迁移过程中占主导地位 .
关键词：
木材干燥 真空 浮压 自由水迁移
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
李贤军 张璧光 李文军 李延军
该文以马尾松木材为研究对象,对微波真空干燥过程中木材内部的温度分布进行了研究.结果表明在一定的辐射功率(160kW/m~3)和厚度(60mm)范围内,木材内的温度分布比较均匀,基本不呈现出整体性的温度梯度;在干燥的后期,木材内温度分布的局部不均匀性有加大的趋势;在微波真空干燥过程中,木材内部的温度差是由于微波场和湿木材本身不同部位介电特性的差异引起的,这种不均匀性以局部的形式存在于木材中.
关键词：
微波真空 木材 干燥 温度分布
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
伊松林 张璧光 常建民
该文阐述了在真空状态且浮压条件下马尾松的干燥过程特性 ,揭示了加热温度、木材含水率、真空度及真空度变化频率对木材表面水分蒸发强度的影响 .实验证实 ,提高温度、真空度和加快真空度变化频率都有利于加快木材内水分的迁移 .真空频率加快时 ,木材内的温度场变化也加快 ,干燥时间明显缩短 .此外 ,当外界压力不变时 ,木材表面水分蒸发强度随含水率的提高而增强 ,纤维饱和点以下更有明显的区别 .
关键词：
木材干燥 真空 浮压 热质传递
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
程万里 刘一星 師岡敏朗 则元京
该研究利用新开发的耐热、耐压应力传感器 ,采用夹具束缚试件在干燥过程中的收缩变形 ,考察了高温高压蒸汽条件下 ,伴随试件干燥过程的收缩应力发生、发展特征及粘弹性特性 ,旨在为探索减少木材干燥缺陷和内部残留应力的高温快速干燥工艺条件提供理论基础和科学依据 .该文着重探讨了 10 0℃以上的高温高压过热蒸汽条件下 ,试件从饱水到全干状态或明显开裂为止 ,收缩应力的连续测定方法 ,并对其径向和弦向收缩应力的发生发展特征进行了初步探讨 .研究结果表明 ,在高温热处理 (相对湿度为 0 )过程中 ,径向的收缩应力相当大 ,约为弦向的 2倍 ;而在其他相对湿度条件下 ,情况却相反 ,相对湿度 6 0 %、...
[期刊] 林业科学
[作者]
都亚敏 李珠 蒋佳荔 殷方宇 吕建雄
【目的】探究吸湿解吸循环过程中木材水分吸附特性，阐释湿度循环对木材细胞壁及其吸着水分子的影响机制，为木材的实际使用和合理开发提供理论依据和数据参考。【方法】以杉木和马尾松木材为试验材料，采用动态水分吸附分析仪在3或5次吸湿解吸循环（0%→95%→0%）过程中实时测定木材水分吸附数据，绘制水分吸着-解吸等温线，借助H-H模型对其吸湿平衡含水率进行非线性拟合分析。【结果】1)吸湿解吸循环前后，木材平衡含水率最大值呈降低趋势，其差值范围为0.21%～1.76%；初次循环过程木材吸湿平衡含水率低于后续循环过程，相对湿度40%～95%时尤为明显；2)随着吸湿解吸循环次数增加，木材单次循环所需时间减少，且降低幅度也明显变小；与块状试样相比，粉末状试样单次循环所需时间较少；3)初次循环过程木材吸湿滞后现象相比后续循环过程更明显，随着循环次数增加，吸湿滞后最大值减小，吸湿滞后率均值增大；4)H-H模型可用于分析吸湿解吸循环过程中木材水分等温吸附，其拟合度(R2)均高于0.996；随着循环次数增加，代表含有单位摩尔吸附位点的绝干木材质量（W）参数呈降低趋势，木材单分子层吸附水最大质量分数呈增大趋势，多分子层吸附水最大质量分数和吸附水总质量分数最大值均呈降低趋势。【结论】随着吸湿解吸循环次数增加，湿度循环对木材细胞壁的影响减弱：木材吸湿性能降低，其平衡含水率最大值呈降低趋势；单次循环所需时间减少；吸湿滞后现象减弱。
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
李延军 张璧光 李贤军 李粱
通过在不同恒定的温度场中的试验,研究分析了人工林杉木(Cunninghamia lanceolata)木束在高温干燥中,木束内部水分在非稳态状态下的扩散及其影响因素.在高温干燥情况下,水分扩散系数随温度的升高而增大,水分扩散系数也随直径的增加而增加.并探讨了木束水分在非稳态状态下的扩散规律,为合理地制定木束干燥工艺提供科学依据.
关键词：
非稳态扩散 扩散系数 杉木木束 干燥
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
伊松林 张璧光 常建民
该文以马尾松为试验材料 ,通过对水分扩散系数和浮压系数的试验研究 ,总结出木材在真空 浮压干燥过程中吸着水迁移的基本规律 .试验分析表明 ,真空 浮压干燥过程中 ,含水率梯度不是水分移动的主要驱动力 .在纤维饱和点以下时 ,木材内部吸着水的迁移可分为 :水蒸汽压力梯度下的扩散迁移和由于干燥介质压力的波动而引起的浮动压力下的迁移两个部分 .由数据分析可见 ,当介质温度一定时 ,木材水分扩散系数随绝对压力的减小和压力变化速率的加大而增加 ,且压力变化速率对扩散系数的影响大于绝对压力的影响
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