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[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]
王哲 王喜明
介绍木材中宏观-介观-微观多尺度孔隙的分布、孔隙尺寸、孔隙形貌等孔隙结构,木材自身因素及干燥、热解等加工处理对孔隙结构的影响,压汞法等木材传统孔隙结构表征方法的优缺点,差示扫描热孔计法、核磁共振冷孔计法和超极化129Xe核磁共振法等新兴表征技术的基本原理,提出今后应结合多种表征技术重点探索木材介微观孔隙结构,以此为切入点探讨木材的物理力学性能,以期有助于推动木材孔隙结构的深入研究及其在其他领域的应用。
关键词：
木材 孔隙结构 影响因素 表征方法
[期刊] 福建农林大学学报(自然科学版)
[作者]
童金华 李涛 赖彩如 安凤平 宋洪波
研究并建立了饱和蒸汽加热球形物料过程中冷凝水质量变化的通用模型,以苹果为验证材料,研究了样品初始含水率以及饱和蒸汽温度对冷凝水质量的影响.结果表明,预测值与实测值吻合度好(R2>0.97),冷凝水主要产生于加热初期的60 s内.采用390430 K的饱和蒸汽加热初始含水率为15%55%的苹果,其湿基含水率提高4.5%8.5%,孔隙率下降2.6%4.0%.
关键词：
苹果 饱和蒸汽 冷凝 含水率 孔隙率
[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] 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] 北京林业大学学报
[作者]
王凯清 周子懿 马尔妮
【目的】为进一步分析木材细胞壁与水分之间的相互作用，探究了糠醇改性前后木材细胞壁在典型水分状态下物理环境（孔隙）的变化规律和细胞壁水分的结合状态。【方法】以速生青杨为研究对象，利用糠醇改性改变木材细胞壁水分存在的物理环境，分别利用扫描电镜、激光共聚焦显微镜、傅里叶红外光谱和氮气吸附法考察绝干状态下改性材的微观形貌、改性剂分布、官能团和孔隙结构，并利用差示扫描热孔计法和二维低场核磁共振技术分析低湿、气干、高湿和纤维饱和状态下改性前后木材细胞壁物理环境的变化规律以及细胞壁水分的结合情况。【结果】糠醇改性后木材的质量增长率、体积增长率分别为35.1%和12.6%，并伴随细胞壁增厚现象。改性后木材细胞壁的比表面积和孔体积分别降低了29.9%、35.3%，糠醇树脂堵塞了木材细胞壁的部分孔隙。从低湿状态到纤维饱和状态，未处理材和改性材孔体积均呈现增加趋势，未处理材细胞壁孔径分布极大值从3.41 mm~3/g增加到5.65 mm~3/g，增加了65.7%，糠醇改性材细胞壁孔径分布极大值从2.99 mm~3/g增加到4.63 mm~3/g，增加了54.9%。在不同水分状态下，糠醇改性材的细胞壁孔体积均低于未处理材，并且在高湿环境下，水分对木材细胞壁孔体积影响更加明显。随着相对湿度升高，未处理材和糠醇改性材的含水率都增加，但是糠醇改性材含水率低于同等条件下的未处理材，吸湿性降低。含水率增加，未处理材和糠醇改性材细胞壁水分T_1/T_2值降低，水分移动性增加。糠醇改性材中两种细胞壁水分的T_1/T_2值远高于未处理材，进一步说明糠醇改性改变了木材细胞壁的物理环境，限域空间束缚增加使得水分子移动性降低。【结论】经糠醇改性后，糠醇树脂进入木材细胞壁并发生原位聚合，造成在绝干、低湿、气干、高湿、纤维饱和状态下，改性材细胞壁孔体积均低于未处理材，并且在高湿度状态下，孔体积表现出更大的增长率。物理环境的变化造成木材细胞壁容纳水分的空间减少，同时，水分子受到细胞壁的物理束缚增加，移动性降低。
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
马尔妮 王瑜瑶 李京予 仲翔
木材是一种具有多级孔隙结构的天然可再生资源，其孔隙构造尤其是细胞壁孔隙结构至关重要。细胞壁孔隙结构的研究是木材加工的理论基础，对于提高木材综合利用率具有重要的现实意义。本文简要介绍了木材孔隙的种类及其表征技术，在此基础上梳理了水分对木材细胞壁孔隙结构影响的相关研究成果，总结了目前由水分引发的木材细胞壁孔隙结构变化领域仍存在的一些问题与挑战，对未来的发展方向及其前景进行展望，以期为深入揭示木材与水分的相互作用提供参考。
[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]
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] 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] 林业科学
[作者]
战剑锋 顾继友 艾沐野
采用白桦锯材在实验室条件下进行常规干燥 ,把时间因子引入到木材干燥变形中 ,运用聚合物粘弹性变形与流变学理论分析木材干燥过程蠕变变形的发展 ,采用切片法测定了沿木材厚度方向的瞬时弹性应变εe、粘弹性应变εc、机械吸附应变εm 的分布与变化趋势 ,定性分析了在一个干燥周期内木材横纹方向变形特性。理论研究与试验分析结果表明 :干燥过程中木材表层与芯层的弹性应变始终是方向相反的 ,木材表层的弹性应变在干燥中期与后期达到极值的时刻可以作为进行热湿处理的参考点 ;粘弹性应变是与时间相关的、可恢复的变形 ,在木材干燥过程中较难与机械吸附应变严格区分开 ,机械吸附应变 (前期 )包括粘弹性应变 ,因而它在一...
[期刊] 林业科学
[作者]
李贤军 蔡智勇 傅峰
以红橡和黑胡桃木材为研究对象,采用X射线扫描方法测量常规热风干燥过程中木材厚度方向含水率分布和平均含水率的可行性。结果表明:采用X射线扫描无损检测方法可以实现干燥过程中同一木材试件含水率分布和平均含水率的动态检测;与称重法含水率测量值相比,在8%～68%的较宽含水率范围内,不论是在高含水率阶段还是在低含水率阶段,采用X射线扫描法测量木材含水率时,都具有较高的测量精度,测量值偏差最大不超过3%;在热风干燥过程中,所有试件含水率的称重法测定值与X射线扫描法测定值之间相关系数的平方都在0.97以上;X射线扫描方法具有扫描速度快、设备费用较低、测量精度高的特点,为木材含水率的动态检测提供了一种很好的技...
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X射线扫描 含水率 含水率分布 木材干燥
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