微波加热在木材加工中的应用

微波技术以其高效、快速节省能源等优势而得到越来越广泛的应用.本文从微波技术及微波加热的起源、发展入手,介绍微波加热干燥在木材加工中的应用.     

微波真空干燥过程中木材内部的温度分布

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（160 kW/m3）和厚度（60 mm）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.      

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。      

橡胶木材干燥速度的相关因素分析及提高措施

通过对橡胶木材加工中干炽速度相关因素的理论分析，提出在保证干燥质量的前提下，提高干燥速度的措施。     

木材干燥原理及影响其干燥速度的因素分析

木材干燥能使木材材质提高、降低材质损失率,并且可以提高木材的利用率,是保障木材材质不降等的关键技术之一。该文主要对木材干燥的基本原理进行了阐述,并分别从影响木材干燥速度的外在因素和内在因素等方面进行了详细的分析,最后有针对性地给出了一些建议。     

木材微波干燥的极化理论

微波技术的发展,引起木材工业应用微波干燥木材的重视,但目前仍处于试验生产和科学研究阶段。为了从理论上了解微波干燥木材的机理,本文应用唯象理论进行了简要的讨论。分析表明:在木材的四种极化现象中偶极子取向极化的热效应是介质损耗的主要方面。木材是一种复杂的不均匀各向异性电介质,介电系数极为复杂,文中以介电张量表示之,根据微波场中木材极化弛豫规律导出了木材介电张量随频率变化的关系,并且得到木材微波干燥发热量的一般表达式。     

木材微波加热厚度的确定

较之传统加热方法，微波加热是一种新型加热技术。在简述木材微波加热的机理上．阐述了影响术材介电特性的因素，指出其中木材古水率和温度是影响木材节电性质的两个最重要的因素．通过理论计算确定微波在木材中的穿透深度．计算表明：随着木材含水率和微波工作频率的增加，微波在木材中的穿透深度减少；当用频率为915MHz和2450MHz的微波加热或干燥具有高含水率的木材时，木材的最大厚度应分别控制在16cm和6cm左右．     

含水率对微波干燥过程中木材内蒸汽压力与温度的影响

以马尾松为试验对象,研究了微波干燥过程中,初含水率对木材内部温度、水蒸气压力的影响,旨在为微波干燥过程中木材干燥质量的控制提供依据。研究结果表明:在微波辐射功率相同的条件下,不同初含水率的木材内部蒸汽达到最大值的时间很接近,并且木材初含水率越高,木材内部蒸汽压力上升越快,压力峰值越大,最大压力值保持的时间越短,蒸汽压力下降的越迅速。木材在微波加热过程中,木材温度达到恒温段之前,压力上升比较缓慢,达到恒温段之后,压力迅速上升,很快达到最大压力值。木材初含水率高,压力峰值大,其相应的温度也高。     

间歇微波干燥过程中木材内含水率动态分布规律

为研究微波干燥过程中木材内部的含水率动态分布规律,以红橡和南方松木材为研究对象,采用无损检测的X射线扫描方法,揭示间歇微波干燥过程中木材内部含水率分布的动态变化规律。结果表明:微波干燥的绝大部分时间内,木材厚度方向存在着整体性内高外低的含水率梯度场;随着干燥过程的进行,木材内部水分更趋均匀,当木材平均含水率在10%以下时,木材内水分分布非常均匀;在整个微波干燥过程中,木材内部虽然发现了部分内层含水率低于外层的情况,但并未出现与常规干燥相反的含水率梯度。     

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.      

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。     

微波等离子体处理对柚木表面润湿性的影响

改善木材表面润湿性可显著提高其胶合性能,进而提高木质复合材料的物理力学性能。采用微波等离子体对柚木木材进行了表面处理,通过测量微波等离子体处理前后的液体接触角及计算表面自由能来评价表面润湿性改善的效果。试验结果表明:试件距反应腔120mm时处理效果略好于试件距反应腔80mm时的效果,短时间微波等离子处理即可降低柚木表面接触角,提高表面自由能。反应距离为120mm,由水作为试液所测的接触角降幅最高可达74%。     

萝卜缨微波真空干燥动力学研究

[目的]更好地调控萝卜缨生产加工过程中工艺参数,进一步研究萝卜缨微波真空干燥的特性及其干燥过程的动力学模型.[方法]采用微波真空干燥技术对萝卜缨进行干制,通过对萝卜缨微波真空干燥特性的研究,分析了微波功率、真空度和装载量与干燥速率的关系,并根据试验数据,分别作不同微波功率、真空度和装载量下的t与-lnMR曲线和lnt与ln（-hnMR）曲线,[结果]试验发现,萝卜缨的干燥过程大致可分为3个阶段,加速期、恒速期和降速期.不同微波功率、真空度和装载量下的t与-lnMR曲线和lnt与ln（-lnMR）曲线显示,前者呈非线性,后者呈线性,表明萝卜缨的微波真空干燥动力学模型满足Page方程.通过多元线性回归分析,拟合方程显著（P＜0.05）,拟合度良好,相关系数R2=0.93.最后经验证,Page方程的预测值与实际值拟合良好.[结论]研究可为萝卜缨的干燥提供理论依据和技术指导.     

木耳微波干燥特性研究

[目的]研究不同微波功率下木耳的干燥特性。[方法]从含水率、干燥速率变化关系上分析微波功率对木耳微波干燥特性的影响,得出木耳微波干燥过程的失水规律。[结果]试验表明,微波功率越大,木耳干燥速度越快;在同一微波功率下,初期干燥速度较缓慢;中期加速干燥,后期出现恒速或降速阶段。微波功率越大,所干燥物料的温度越高,干燥相同时间升温也越快;当达到70℃左右,木耳表层的保护膜被破坏,失去了对木耳内水分的保护作用,再次呈现温度迅速上升趋势。分析认为,微波干燥速度受干燥场内部能量转换过程影响,同时也取决于物料内部结构。[结论]研究可为木耳微波干燥的工艺优化和新型干燥设备设计提供参考。     

干燥条件对木材干缩力的影响1）

研究了不同规格试材在不同干燥条件下木材干缩力的变化规律。结果表明：同一厚度条件下,温度高的试件达到应力平衡所需时间比温度低的试件达到平衡所需时间短,干缩力变化也较温度低的明显,但达到应力平衡时温度高的试件所受的干缩力相对小于温度低的试件。同一温度条件下,薄试件所受干缩力要明显大于厚试件所受干缩力,且干缩力达到最大值所需的时间明显少于厚试件。试件的个体差异性产生的误差对试验也有一定的影响。     

基于多重多元回归的木材干燥质量预测模型

利用多重多元回归分析理论,在干燥过程中建立干燥指标与其影响因素之间的预测模型,从而达到预测含水率、应力的目的。选择温度、相对湿度、干燥时间作为自变量,应力、含水率作为因变量,建立多对多的木材干燥质量预测模型。模型的显著性检验表明,模型的拟合度较高,具有较好的预测能力。     

大断面欧洲赤松的真空变定—高频干燥

对大断面欧洲赤松(Pinus sylvestris)进行真空变定/真空高频干燥及高温变定/高温干燥,对比研究木材表面变定对干燥材含水率分布、颜色变化及开裂的影响。结果表明:与高温变定/高温干燥相比,真空变定/真空高频干燥后木材含水率在长度及厚度方向分布均匀,但厚度方向上与高温干燥相反,呈现心层低、表层高的趋势。总处理时间基本一致,但高频真空干燥时间比高温干燥少9 h,干燥速度更快。高温干燥的L*、a*、b*及ΔE*的变化幅度分别是高频真空干燥的2.9、1.8、3.0及2.9倍,高频真空干燥后木材变色小,干燥后表面开裂宽度及长度比均小于高温干燥。干燥后木材含水率及开裂符合GB/T 6491—2012Ⅲ级室外建筑用材标准,对大断面木材做真空变定/真空高频干燥是一种更为优良的干燥方法。     

实木地板的红外烘干技术研究

在阐述红外干燥原理和优点的基础上,从油墨和红外辐射器选择、气力系统的配置、物料传输速度及各因素的相应匹配原则几方面对实木地板的红外烘干技术进行了研究。