单板太阳能干燥室内部风场的模拟与优化

为了优化顶风式单板太阳能干燥室内部风速场分布的均匀性,提高单板干燥质量,节约能源,通过计算机软件模拟干燥窑内顶部风机不同风速(3、5、7 m/s)、材堆距离干燥窑侧壁不同位置(0.2、0.3、0.4、0.5、0.6 m)时的干燥窑内部风场分布情况,得出最优的模拟结果,之后再与实际情况进行对比验证。结果表明,当顶部风机风速为5 m/s,材堆与干燥窑侧壁的距离为0.4 m时,内部干燥介质的风速场最为均匀,模拟结果准确,与实际值的误差在10%以内。通过计算机模拟的方法对木材干燥室内部风速场进行数值模拟,可以有效地对干燥窑内风速场的均匀性进行优化。     

立式干燥机干燥单元风速场均匀性的研究

大型立式干燥机干燥室内介质空气的速度均匀性直接影响干燥效果.通过对干燥室内风速场均匀性的研究,为大型立式干燥机的研发提供理论依据.主要通过在进风道内设置匀风板和改变物料表面的平整度测量干燥室内风速值,分析匀风板和料面情况对介质速度均匀性的影响.结果表明,在立式干燥机两侧进风道内设置匀风板,可明显改善介质进入干燥室和穿过干燥物料的介质空气的速度均匀性,与无匀风板的情况比较,设置360 mm的短匀风板后,介质进入干燥室A、B风道进风口的速度均匀性的变异系数由73.67％和73.90％降低到22.27％和29.36％,介质在干燥室平面范围内穿过物料的速度均匀性变异系数由40.3％降低到28.7％；料面的平整度对干燥室内的风速场有影响.     

我国主要类型木材干燥室技术性能的初步测定

干燥介质流过木堆的循环速度(简称木堆循环速度),是木材干燥室的一个重要技术性能,是影响干燥质量(干燥均匀度)和生产量(干燥周期)的主要因素之一。干燥室的类型结构,主要也是以形成某种木堆循环速度的通风系统为特征的。伟大领袖毛主席教导我们:“胸中有‘数’。这是说,对情况和问题一定要注意到它们的数量方面,要有基本的数量分析。任何质量都表现为一定的数量,没有数量也就没有质量。”因此,测定木堆循环速度,掌握数据,进行分析,对于研究和改进干燥室的类型结构,改善干燥质量,提高木材干燥技术水平,从而加速社会主义革命和社会主义建设,具有重     

红枣干燥设备的流场仿真研究

为了改善红枣干燥机内部流场的分布情况,以气体运动微分方程和标准k-ε湍流模型为基础,多孔介质模型代替物料层,利用计算流体动力学软件CFD对干燥室的流场进行了数值模拟,得到了热介质在干燥室内的流动情况及入口风速对物料层压降的影响.结果表明:干燥机入口风速为5~7m/s,可满足红枣干燥速率要求;气流进入干燥室后撞击壁面形成的涡流现象,导致物料层风速的不均匀;随着入口风速的增加,干燥室内的压力有所上升,与红枣上下层压降呈有规律的变化.通过对干燥机内部流场的研究,为红枣干燥机的设计改进提供科学依据.     

木材干燥窑内部流场改进与风速均匀性研究

木材干燥窑流场均匀性是影响木材整体干燥质量与效率的主要因素。为解决木材干燥窑内部风速分布不均匀的问题,在理论研究和试验的基础上,提出增加导流板、改造窑体结构和优选材堆间隙的措施,并运用HyperWorks软件进行解算分析。结果表明,安装导流板、改变窑体结构以及改变材堆梯度间隙后干燥窑内部流场速度分布均匀性得到提高。仿真数据为改善木材干燥质量提供了依据,具有良好的应用前景。     

结合Fluent仿真软件的循环式干燥机改进设计研究

干燥室内热介质的分布均匀性直接影响物料的干燥效果。应用Fluent软件进行循环式干燥机的数值模拟,采用标准k-ε湍流模型,用多孔介质模型代替物料层,得到热介质在干燥室内的流动特征,对干燥室进行改进优化设计。结果表明,气流进入原模型的干燥室后撞击壁面形成的涡流区,导致物料层风速的均匀性较差;改进后干燥室内的涡流区可明显减小,整个流场的均匀性得到改善。气流穿过各物料层的速度不均匀系数分别从19.13%,6.94%和8.01%降至7.90%,3.15%和5.68%。     

小型太阳能热风油菜籽循环干燥设备研究

为进一步满足油菜籽干燥过程中低能耗高效率的要求,设计研制了一种小型太阳能热风油菜籽循环干燥设备。设备依靠太阳能集热器提供热风,干燥室内设有一对转向相反的筛网叶轮,转动的叶片延长油菜籽滞空时间,斗式提升机实现物料循环干燥。以油菜籽为干燥对象进行试验,研究干燥室进口热风风速、筛网叶轮转速、物料循环速率对含水率变化的影响,结合试验结果获得设备最优运行工况。试验结果表明：当使用波纹型太阳能集热器,进口风速为5 m/s,物料循环速率为800 kg/h,筛网叶片转速50 r/min时,油菜籽干燥速率最高,可满足日干燥量250 kg的干燥需求。     

基于多物理场耦合的热风干燥模型及其验证

热风干燥是多物理场耦合的过程,存在热风外环境和物料内部湿热迁移共同作用.在质量和能量守恒定律的基础上应用达西定律、菲克定律、傅里叶导热定律,分别构建了热风干燥过程中物料外部与内部的流场、温度场、质量场的控制方程及模型,描述了热风干燥过程中整个干燥室内的湿热传递规律.针对油菜籽热风干燥过程,基于COMSOL Multiphysics对干燥模型进行求解并进行了油菜籽热风干燥实验,以验证模型的有效性.结果表明:物料干基含水率的模型求解结果与真实实验结果最大相对误差为13.3%;在干燥过程中物料存在干区、湿区、蒸发区之分,干区与湿区被蒸发区分开,且蒸发区逐渐由物料外部向物料内部迁移;干燥过程中干燥室内水蒸气浓度先增大后减小,且干燥室中心区域水蒸气浓度比干燥室边缘区域高;物料平均温度在干燥初期迅速上升,中期上升速度逐渐减小,后期趋于平稳且接近热风温度;干燥室边缘区域风速比中心区域风速大,热风流场在极短的时间内达到稳态,其中心区域风速接近为0.     

西洋菜热泵干燥特性试验研究

在热泵干燥下,采用正交试验和响应面试验设计方法,研究温度、风速、热烫时间对西洋菜干燥特性影响。结果表明,沸水中热烫约3.3 min,热风温度为50℃,风速为2.88 m·s-1条件下,在干燥室中干燥2~3 h后,西洋菜能达到理想干燥效果（含水率约为8%）,干燥后的物料颜色变成深绿色,有较浓郁香气,所得干燥工艺对实际生产具有指导意义。     

闭式空气循环干燥棒香的试验

依据闭式空气干燥循环的原理建立试验台,选择质量约1．2kg的大尺寸（直径25mm、长970min）棒香进行试验,分析初始含水率、升温速率、干燥温度和干燥风速对棒香干燥质量的影响．结果表明：棒香与木材的干燥特性相似,升温速率是造成表面开裂的主要原因,而其与干燥温度和循环风量之间的优化匹配则为棒香干燥质量的保障;对试验棒香,初始含水率为66．08％时,循环空气的升温速率、温度和风速应分别控制在0．22℃／min、45～50℃和1．7m／s;必须根据棒香规格和干燥室容积,确定适宜的干燥运行参数．     

落叶松板材常规干燥过程的动态机械吸附特性

为探索木材常规干燥机械吸附蠕变的动态发展模式,该文在实验室条件下对50 mm厚兴安落叶松板材进行常规干燥,用切片法测定了沿厚度方向的横纹弦向干缩应变、弹性应变、黏弹性应变的一维分布情况与变化趋势,并测定了不同尺寸规格及不同预处理工艺下木材试件的自由干缩变形。根据高聚物流变学理论与木材机械吸附蠕变理论,分析了干燥过程中木材厚度方向不同位置的机械吸附蠕变变形的变化规律及其主要影响因子,概括了木材表层与心层的机械吸附蠕变变形的典型发展模式。结论如下:可以采用线性函数与指数函数来分别描述含水率在低于20%和高于20%阶段的木材自由干缩率曲线,相关性较好;木材干燥机械吸附蠕变现象具有极大变异性,与干燥应力模式及应力发展间存在相互作用;在含水率低于特定温度对应下的纤维饱和点2%～4%时,木材表层的拉伸机械吸附蠕变应变与心层的压缩机械吸附蠕变应变均接近极大值;机械吸附蠕变在一定范围内的增大将有助于干燥应力松弛,机械吸附蠕变数值可作为木材干燥工艺调整的参考因子。      

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.      

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.      

云南四种硬阔叶树材干燥的百度法试验

本文介绍如何用百度法编制黄毛青冈、高山栲、滇石栎和栓皮栎锯材干燥的初步基准。并将其与国内外干燥同类材的基准作了对比。认为此法简单、快速、易行,可以克服编制新树种锯材干燥初步基准需要长时间实践与试验的缺点。可以推广试用。     

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。     

高温高压蒸汽干燥过程中木材的收缩应力特征

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100℃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60%、80%条件下，弦向的收缩应力反而变得比径向大.试件在180℃的高温高压过热蒸汽干燥过程中，随着相对湿度的增加，收缩应力明显下降，应力得到有效抑制.即使在相对湿度100%的高温条件下干燥，木材仍然存在收缩应力.      

干燥介质条件对栎属木材材质影响的研究

该文从在我国分布较广的辽东栎和栓皮栎入手，研究了栎属木材干燥中两个方面的内容：栎属木材的基本干燥特性和不同干燥介质条件下材质的变异性．实验结果表明：栎属木材的基本密度较大、干缩率较大，在干燥过程中初期开裂发生得较早、截面变形严重．辽东栎和栓皮栎成材的基本密度分别为０６７３ｇ／ｃｍ３和０７１３ｇ／ｃｍ３；差异干缩率分别为１７２和２０２．在温度为５５℃、相对湿度为８０％左右的条件下干燥，将导致栎属木材变形和解剖分子破坏．在相同的干燥介质条件下，栎属木材各解剖分子的变形程度不同．其中轴向薄壁组织变形最严重，其次是管胞、小导管和木纤维     

长白落叶松木芯基本密度与材性指标相关及建筑材优良家系选择研究

对24年生长白落叶松优树子代测定林14个处理（13个家系和1个对照）的生长性状、木芯基本密度进行遗传变异分析和方差分析,结果表明,家系间生长性状和木芯基本密度均存在较大变异,家系间生长性状差异极显著,木芯基本密度差异显著,树高、胸径、材积和木芯基本密度家系遗传力分别为0.73、0.72、0.80和0.60,进行家系水平的改良具有很大的潜力。生长性状、木芯基本密度与物理力学指标相关分析结果表明:生长性状与木芯基本密度、解析木基本密度、气干密度呈正相关不显著,与大多数力学指标间相关不显著;木芯基本密度与解析木基本密度、气干密度、径面抗劈力、抗弯弹性模量、抗弯强度、顺纹抗压强度和径面硬度呈极显著正相关,且回归分析模型比较理想,可以利用胸径木芯基本密度值预测物理力学指标值,间接选择和评价长白落叶松建筑材优良家系。通过生长性状和木芯基本密度综合分析选出166、169为优良家系,根据解析木物理力学性状选出的优良家系与其结果一致;树高、胸径、材积和木芯基本密度的遗传增益分别为14.27%、19.96%、48.12%和14.06%;优良家系树高、胸径、材积和木芯基本密度分别比对照高7.20%、13.31%、38.46%和4.76%。      

中密度纤维板和红松磨削过程材料去除机理的研究

目的磨削作为一项木质材料精加工技术，研究木质材料磨削过程中的材料去除行为对提高磨削效率和加工表面质量具有重要意义。方法本研究设计了木质材料单磨粒磨削实验平台，采用横向划擦法，利用扫描电镜和3D轮廓仪考察了单磨粒在中密度纤维板(MDF)和红松(Pinus koraiensis)表面形成的划擦痕迹形貌，并测定了相关特征参数，分析了最大磨削深度、沟壑面积对隆起比的影响，并根据磨粒与试件接触过程中磨削力、综合摩擦系数的变化情况，研究磨粒引起的材料变形。定义λ为划擦方向与木材纹理方向之间的夹角。结果与金属磨削过程不同，中密度纤维板和红松划擦时形成的隆起区域很小。红松横纹划擦时(λ = 90°)，被磨粒切刃横向割断的木材在试件表面形成断茬，局部接触区域发生压溃式切削。红松顺纹划擦时(λ = 0°)，隆起比集中在0~0.05，而中密度纤维板的隆起比呈现高度离散。在对红松进行横纹划擦时，法向磨削力F_n和切向磨削力F_t均呈剧烈振荡，而在中密度纤维板和红松顺纹划擦过程中，F_n和F_t都近似符合正态分布，并且随着磨粒切入试件深度的不断增加，F_n和F_t均随之增大，最大值出现在最大切入深度处附近。就中密度纤维板而言，F_n大于F_t，而红松顺纹划擦时F_t略大于F_n。无论是中密度纤维板还是红松顺纹划擦时，磨粒切入试件形成沟壑后半段的综合摩擦系数略大于初期。结论红松磨削过程中，其内部的孔隙(如轴向管胞、解剖学上的植物内部腔洞等)分布和木材纹理方向对材料的变形流动、加工表面质量有着重要影响。中密度纤维板较红松而言，在磨削痕迹两侧产生较多的塑性隆起，隆起比随磨削深度、沟壑面积变化呈现高度离散。在磨粒切入试件过程中，磨粒所受的综合摩擦力是逐渐增大的。