木材超声波-真空协同干燥的动力学研究

结合超声波和真空干燥的优点,采取超声波 真空协同干燥方法,对核桃楸试件进行干燥。在不同干燥温度、绝对压力、超声波功率和频率的条件下,检测木材干燥过程中内部水分的有效扩散系数,并建立对应条件下的干燥动力学模型。结果表明:超声波 真空协同干燥过程中,木材内部水分有效扩散系数随着温度的升高而增大,而绝对压力对于水分有效扩散系数影响较小;干燥过程中,温度对干燥速率起着主要作用,相同温度、不同压力下木材的干燥速率随着时间的变化趋势一致;通过有效扩散系数和菲克单方向扩散方程得到的干燥模型和实际干燥动力学很接近。      

Preliminary study of wood ultrasound-vacuum combined drying dynamics.

结合超声波和真空干燥的优点,采取超声波一真空协同干燥方法,对核桃楸试件进行干燥。在不同干燥温度、绝对压力、超声波功率和频率的条件下,检测木材干燥过程中内部水分的有效扩散系数,并建立对应条件下的干燥动力学模型。结果表明：超声波～真空协同干燥过程中,木材内部水分有效扩散系数随着温度的升高而增大,而绝对压力对于水分有效扩散系数影响较小;干燥过程中,温度对干燥速率起着主要作用,相同温度、不同压力下木材的干燥速率随着时间的变化趋势一致;通过有效扩散系数和菲克单方向扩散方程得到的干燥模型和实际干燥动力学很接近。     

超声波-真空协同干燥自由水迁移速率

以尺寸规格为200 mm×100 mm×20 mm的核桃楸(Juglans mandshurica)为试材,在干燥温度为40、60℃,绝对压力为0.05、0.02 MPa,超声波频率为20、28 kHz和超声波功率为60、100 W的条件下进行超声波-真空协同干燥.通过对试件的干燥动力性进行对比分析,研究了干燥温度、绝对压力、超声波频率、功率对木材超声波-真空协同干燥的自由水迁移速率的影响规律,并通过统计方法得到了回归方程.结果表明:超声波的协同可以使真空干燥的自由水迁移速率提高8％～40％,自由水迁移速率随着超声波功率的增大和温度的升高而加快,且绝对压力越小,自由水迁移速率越快,但超声波频率对自由水迁移速率的影响具有不确定性.     

微波干燥过程中木材内部水分移动机理初探

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存在明显的蒸汽压力梯度.     

木材真空-浮压干燥过程中吸着水迁移特性分析

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     

马尾松木材浮压干燥过程中的传质传热特性

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.     

微波真空干燥过程中木材内的水分迁移机理

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.      

高频真空干燥木材的研究

以我国东北主要树种兴安落叶松(Larix gmelini Rupr)和水曲柳(Fraxinus mandshurica Rupr)板材为试材,并分别选取具有代表性的25mm和50mm两种厚度,对高频真空干燥木材技术进行了研究,结果表明:高频真空干燥适合于透气性好的难干阔叶材,尤其是厚板。通过对干燥条件的调节可以有效地控制材温和真空度,实现高质量的快速干燥。     

白桦干燥过程的横纹干燥应力

用55mm厚白桦(Betula platyphylla Suk．)锯材作试材,在实验型木材干燥机内常规干燥试验,探讨材干燥应力与变形发展变化规律及其对干燥控制过程的影响。研究表明：在木材常规羊燥过程。因为厚度方向收缩不均而产生的干燥应力与干燥应变是造成干燥开裂与变形等缺陷的主要原因,在采用的自动控制仪条件下,白桦木材的干燥应力极值明显低于横纹抗拉极限强度,干燥后试材的各项质量指标达到国燥锯材以上。     

柞木单板高频真空干燥工艺

以5 mm柞木单板为研究对象,对其实施不同干燥工艺(高频发振与停歇时间,木材控制温度(Tc)、环境压力(Pa))的高频真空干燥,测算其温度分布、干燥速度、干燥周期、终含水率及其标准偏差、脱水比、开裂和翘曲度等参数。通过对这些参数的对比分析,确定了其较适宜的高频真空干燥工艺。结果表明:干燥过程中单板材堆的温度分布变化,长度方向近端部略高,其它部位相近;宽度方向,呈现内部高侧边低的分布趋势;高度方向,呈现中心层高、近接地极板层低的分布趋势。底层与接地极板间设置已干单板后虽能减小温度梯度,但不能使其消除。单板干燥速度取决于温度(T)、Pa、水分渗透性、扩散系数、迁移距离(L),Pa降低,T升高,水分迁移驱动力(ΔP/L)增大,干燥速度加快;T升高还能使渗透性和扩散系数增大,因而对干燥速度影响显著,但单板易开裂;单板终含水率分布均匀性主要由材堆中温度分布均匀性、干燥工艺条件等决定。在材堆与电极板间设置隔热材料,能使材堆高度方向温度分布均匀性提高,含水率差异减小。5 mm柞木单板较适宜的高频真空干燥工艺确定为,高频发振7 min/停歇1 min、Tc为54.5℃、Pa为6.5 k Pa、ΔP为8.5 k Pa。     

木材真空-浮压干燥过程中自由水迁移特性

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 .     

厚皮甜瓜脆片压差膨化干燥工艺

【目的】 研究新疆厚皮甜瓜脆片干燥工艺,获得品质较佳的新疆厚皮甜瓜膨化脆片。【方法】 选取新疆厚皮甜瓜切片预干燥后含水率、压差膨化干燥温度、压差膨化真空干燥时间3个工艺关键因素,采用压差膨化技术和响应面中心组合设计,分析不同因素对新疆厚皮甜瓜膨化脆片产品含水率、酥脆度、膨化度和色泽的影响,研究新疆厚皮甜瓜脆片压差膨化干燥工艺。【结果】 较优工艺参数为新疆厚皮甜瓜切片预干燥后含水率为30%,膨化干燥温度为90℃,真空干燥时间为2 h。【结论】 新疆厚皮甜瓜脆片色泽均匀、口感酥脆。     

大径级火力楠木材干燥特性和干燥工艺研究

采用百度试验法研究木材干燥特性,利用小型木材干燥试验机分别对25 mm和40 mm厚锯材进行常规干燥试验研究锯材干燥工艺基准。结果表明,火力楠木材的百度干燥缺陷程度较轻,初期开裂等级为2,扭曲变形等级为2,截面变形等级为1,内裂等级为1;木材的干燥速度中等,等级为3。木材含水率为15%时的密度为0.679 g·cm^-3,属中等。木材的差异干缩很小,干燥过程产生开裂的趋势较小。采用制定的干燥基准对锯材进行常规干燥,25 mm厚锯材从初含水率87.9%干至终含水率9.1%,干燥用时169.0 h (7.0 d),平均干燥速率0.47%·h^-1;40 mm厚锯材从87.5%干至8.5%,干燥用时341.0 h (14.2 d),平均干燥速率0.23%·h^-1。2种厚度干燥锯材的平均最终含水率、干燥均匀度、厚度上含水率偏差、残余应力以及可见干燥缺陷方面的指标,均达到了国家标准规定的锯材干燥质量二级及以上级别的要求。本研究编制的2种厚度火力楠锯材的干燥基准合理,可为实际木材的干燥生产提供科学依据。     

木材真空-浮压干燥过程热质传递的数学模型

该文分析了木材在真空状态及压力浮动的条件下干燥时有别于常规干燥的特殊之处 ,并以水蒸气压力梯度为水分迁移的主要驱动力 ,建立了木材浮压干燥热质传递的数学模型 .文中采用马尾松为试验材料 ,对模型进行了试验验证 .通过对浮压干燥过程的理论模拟与试验结果的比较分析可知 :理论模拟曲线和试验曲线除在高含水率区域有一定偏差外 (最大偏差值为 8 12 % ) ,其余区域均吻合较好 .在该试验条件下 ,平均干燥速率的理论值为2 95 % h ,试验值为 3 0 4 % h .     

桉树无性系大径材干燥特性分析

[目的]分析桉树无性系大径材的干燥特性,并预测其干燥基准,为桉树大径材的实木利用提供科学依据.[方法]采用百度试验法研究10年生尾巨桉无性系大径材的干燥特性,根据木材干燥过程中初期开裂、内部开裂和截面变形3项干燥缺陷的发生程度,制定桉树大径材干燥基准.[结果]桉树无性系大径材初期开裂程度2级;内部开裂程度中等,为3级;截面变形严重,为4级.干燥速度为4级,干燥速度较慢,属难干木材.体积、径向和弦向干缩率较大,分别为19.656%、10.976%和9.451%;差异干缩值为0.861,属差异干缩小.根据3种缺陷的等级程度,确定桉树无性系大径材干燥基准的基本条件:初期温度50℃,初期干湿球温度差2~4℃,末期温度75℃;厚度为25~30 mm的桉树无性系木材窑干至水含率10.00%所需时间为20.75 d.[结论]截面变形是桉树无性系大径材的主要干燥缺陷,为防止其发生,在生产中应以初期温度50℃、初期干湿球温度差2~4℃、末期温度75℃为干燥基准,可根据实际情况进行适当调整.     

暖干化趋势对本溪市可利用降水资源的影响分析

为了探讨暖干化趋势背景下本溪市水资源的变化特征,利用本溪市4个国家观测站1953—2010年的月平均气温和降水量等资料,运用线性倾向率、de Martonne干燥度、高桥浩一郎陆面蒸发等方法,对本溪市可利用降水资源进行分析。结果表明,本溪市呈明显的暖干化趋势下,可利用降水资源呈现随机性减少趋势,本溪市降水量的47%是可以利用的,53%被蒸发;夏季可利用降水占全年降水总量的73%,但夏季可利用系数最大,为55%;春季可利用降水占全年降水总量的10%,可利用降水系数只有32%。近58 a来,本溪市可利用降水以18.53 mm/10 a线性倾向率减少,与降水减少趋势相一致。