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.      

真空条件下木材表面水分蒸发速率模型及应用初探

对真空条件下木材表面水分蒸发速率模型进行了理论推导，并以截面为20 mm×20 mm，长度分别为100、150、200、250、300 mm的桦木为试材，在干燥温度分别为60、75、90℃，绝对压力分别为0.02、0.04、0.06、0.07、0.08 MPa的真空干燥条件下，对试材内部水分移动速率进行研究。结果表明:木材表面水分移动速率大于内部水分移动速率，二者的比值在10～150之间变化。根据试验结果,得出了不同条件下各种规格试材的干燥速率与温度、绝对压力的关系式，并与理论推导得出的模型进行比较，得到木材表面水分蒸发速率与内部水分移动速率之比。最后根据不产生干燥缺陷的最大（极限）速比，得出木材真空干燥过程中不产生缺陷时的温度和绝对压力的关系式。      

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.     

核磁共振技术在分析木材微波干燥过程中水分移动的应用

在马尾松木材微波干燥水分迁移试验中,利用核磁共振技术测量微波干燥过程中T2弛豫时间和MRI成像图,以及各干燥阶段温度和压力分布,分析了水分含量变化和迁移动力。结果表明,木材含水率在纤维饱和点以上时,水分移动的主要驱动力应该是温度引起的水蒸汽压力梯度,它使木材中水分以蒸汽的形式排出,相对来讲含水率梯度则影响较小,干燥过程呈现等速干燥。在纤维饱和点以下时,微波干燥过程水分移动的主要驱动力为水蒸汽压力梯度,木材内含水率浓度梯度对水分移动也具有一定的影响。     

微波干燥过程中木材内蒸汽压力与温度的变化特性

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,当温度升高到恒温段时,压力也同时达到最大值.内裂通常出现在木材干燥恒温段初期,主要由于高含水率木材内部过高的蒸汽压力造成;炭化通常出现在木材干燥后期,主要由于低含水率木材高温点的介电特性造成.      

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     

马尾松木材微波干燥特性的研究

研究了马尾松Pinus massoniana木材微波干燥速度、温度梯度和含水率梯度随时间的变化规律。实验结果表明,微波连续干燥过程明显分为加速段、等速段和减速段3个阶段,等速段在整个干燥过程中占的比例最大。微波干燥过程中,温度的变化大致分为初期升温,等温和后期升温3个阶段,初期升温和等温阶段木材内温度分布比较均匀,后期升温阶段木材内的温差逐渐增大。微波干燥过程中,在整个横断面上,木材初含水率梯度没有被加大,而是被均匀化,甚至还出现木材表面含水率提高的情况。图6参10     

抽真空对成品片烟水分和温度的影响

为了探寻提高成品片烟水分均匀性和快速降低片烟箱芯温度的方法,通过使用真空回潮机对复烤后需晾烟的成品片烟进行抽真空,研究片烟在真空度为98%的真空条件下闭空10 min,片烟含水率、箱芯温度和水分均匀性的变化。结果表明:片烟平均含水率变化趋势不明显;片烟箱芯温度略有下降;片烟水分均匀性有一定提升。     

木材中非等温水分迁移的研究

为研究微波真空等高强度干燥过程中,温度梯度对木材中水分迁移的影响程度,该文通过试验测定了封闭马尾松木材试件在短期温度梯度作用下,木材内部温度场和含水率场的分布,含水率梯度与温度梯度比值的大小（dM/dT）及其影响因素. 试验结果表明:在短期温度梯度的作用下,木材内部的水分会从热端向冷端迁移,使冷端的木材含水率高于热端,形成方向相反的温度梯度场和含水率梯度场,且dM/dT在0.9%/℃以下;木材内温度、初始含水率和作用时间是影响dM/dT的重要因素;随着木材温度和初始含水率的增加,木材中的dM/dT越大;随着作用时间的延长,木材中的dM/dT增加.      

刨花板常规热压传热研究

采用常规热压法对刨花板板坯进行热压。探讨热压时中心层温度变化规律与板坯含水率、板厚、板材密度及热压温度等的关系．结果表明：在快速升温段．升温速度随板厚的增加而明显减小，随热压温度的提高而加快；在慢速升温段．升温速度随板厚的增大而显著加快．随热压温度的升高而明显加速．升温速度受目标密度和板坯含水率影响很小；板坯内水分蒸发所需时间随板厚、板坯含水率、热压温度、板材密度的增长而增加；板坯内水分蒸发温度随板材密度的增加而升高．随板厚的减少而升高．热压温度和板坯含水率对其几乎没有影响；加入胶粘剂会使快速升温段的升温速度有所加快，而使恒温段的水分蒸发温度有所降低。     

厚木材微波干燥工艺的研究

通过厚木材微波干燥的对比实验,探索干燥工艺。测定并分析了2种微波腔内的场强分布情况和制热效率,同频率不同功率、不同间歇时间下,厚木材干燥过程的温度、干燥速率和含水率的变化规律,对"正热源"的形成和临界干燥温度的确定做了进一步的探讨。温控下的厚木材微波干燥不仅避免了"温度失控现象",而且干燥效率也较高。     

非均匀结构花旗松热处理材的制备及性能评价

以花旗松为试材,采用平板加热工艺在温度为180、220℃条件下进行热处理,使试材表层温度达到160℃而芯层温度控制在150℃内,制备一种具有非均匀结构的新型热改性材,并探讨热处理材表芯层吸湿性能及化学组分差异。结果表明:平板加热法可以在木材断面形成层次分明的非均匀结构,试材含水率水平是影响表芯层差异的主要因子,初含水率3.8%木材表芯层温差显著小于初含水率为15.0%试材;动态水蒸气吸附试验表明,处理材表层吸湿性低于芯层,且在高湿条件下两者差异更加显著,试材表面形成了一层低吸湿性外壳;红外光谱分析及X射线光电子能谱分析表明,热处理后表层半纤维素发生降解,木质素质量分数增加,是试材表层吸湿性降低及断面层次结构形成的内在原因。     

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 .     

基于MSP 430的木材干燥窑测控系统

木材是一种复杂的含湿多孔黏弹性生物体,木材中水分的含量随着树种、树龄和砍伐季节各异。为了保证木制品的品质和使用寿命,必须采取适当的措施使木材中的含水率降至规定值。在木材干燥过程中,干燥设备性能、干燥工艺、木材特性等诸多因素,都对干燥后的木材品质有所影响。将高级单片机设术、自动控制技术应用于木材干燥设备的控制系统,并提出了控制系统的软硬件设计,其中硬件部分由传感器组、信号处理电路、MSP 430 F149微控制器、隔离驱动及其他单片机外围电路组成,给出了相关参数。软件部分由主程序,温度、木材含水率数据采集子程序,数据处理子程序,查表子程序,修正子程序,键盘、显示子程序等部分组成,给出了主流程图。图4表1参17     

木材微波加热过程中的表面温度和干燥速度

测定并分析了不同微波加热功率，加热时间条件下木材的表面温度、干燥度和含水率的变化规律。结果表明：微波加热功率是影响木材表面温度和干燥速度的主要因素，在不同的微波加热功率下木材表面温度随加热时间的延长而增加，木材含水率随加热时间的延长而减少。微波加热过程中木材温度达到或超过木素和半纤维素的软化温度。     

木材微波真空干燥过程的数学模拟

该研究根据微波真空干燥过程中木材内部水分和热量的迁移机理，建立了木材微波真空干燥的数学模型，并通过试验对该模型进行了验证。结果表明:木材的微波真空干燥过程可以分为3个阶段，即快速升温加速干燥段（Ⅰ）、恒温恒速干燥段（Ⅱ）和后期升温减速干燥段（Ⅲ），且恒温恒速干燥段在整个干燥过程中所占的比例较大；该模型能较好地模拟木材在微波真空干燥过程中的温度和含水率的变化规律，其模拟精度较高，模拟值与试验值之间相关系数的平方在0.9以上，且含水率变化规律的模拟精度高于温度变化规律的模拟精度。