木材干燥理论架构及其数学表达的研究简报

应用物理力学的理论方法,推导木材干燥过程中发生的热流、水分扩散流和渗透流与引起这些流的驱动力(温度梯度、湿度梯度和压力梯度)之间定量关系的热质耦合迁移定律。同时导出木材介质内部温度场和湿度场的非稳态偏微分方程组。由迁移定律和场方程共同构成一个完备的、严谨的木材干燥理论架构系统,为木材干燥等热加工处理工艺参数的制定与调控提供科学分析的理论依据。     

温度对人工林落叶松木材水分移动及微观结构的影响

通过在不同恒定的温度场中的试验，研究分析了人工林落叶松（Larix olgensis.A)木材中，水分在非稳定状态下的扩散及其影响因素。探讨了木材水分在非稳定状态下的扩散及其微观结构变化规律，为合理地制定木材干燥工艺提供科学依据。     

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     

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     

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。     

非等温条件下木片碎料中的水分迁移特性

实验表明,木片碎料中的水分迁移量与温度梯度场相似,从而应用最小二乘拟合求算了两物理量场的相似倍数,即热质传导系数,建立了质流量与温度梯度场的通量关系式,反映出温度梯度是水分迁移的主要推动力。其机理是通过湿空气在气相的自然对流和相伴产生的蒸发凝结过程中进行的。本文建立的水分迁移通量关系式简化了现有的理论模型,为分析非等温条件下木片碎料中的水分迁移提供了新的理论思路,简化的理论模型也可为实际应用带来方便。     

河鲀网箱养殖区大型底栖生物对氮、磷营养盐通量变化的响应

[目的]探索底栖生物的生物学变化与海水沉积物-海水界面氮、磷营养盐通量变化两者之间的联系。[方法]于2008年1月、5月和7月共3次对象山港河纯网箱养殖区海底沉积物进行了大型底栖生物采样分析,同时使用Fick第一定律对沉积物-海水界面氮、磷营养盐的扩散通量进行了估算。[结果]非养殖区总的生物丰度为666．0个／m2,明显多于养殖区（151．8个／m2）。硝酸盐扩散通量的变化对水体营养盐的整体变化具有指示作用,硝酸盐数值同底栖生物多样性指数具有显著相关性,相关系数0．762;在养殖淡季的1月和5月,磷酸盐数据与底栖生物多样性指数和均匀度指数具有明显的负相关性,其相关系数分别为-0．714和-0．857。[结论]该研究建立了底栖生物对氮、磷营养盐通量变化的响应机制。     

改善木材体积稳定性的研究——马尾松、落叶松等六种木材的改性处理

木材是一种可塑性的固体材料,具有极大的比表面积;水与木材具有很强的亲合性,并能在木材中扩散与木材细胞壁物质形成紧密的固体溶液。因此,在木材—水的体系中,由于水分的解吸或吸附,引起木材干缩或湿胀,导致木材的尺寸发生变化或使木材翘曲变形、开裂损坏,影响家具和木材制品的质量。这是在木材加工和应用过程     

霍林河下游洪泛区湿地土壤中铵态氮水平运移模拟研究

选择二百方子洪泛区湿地作为典型研究区,以NH4Cl为示踪剂,模拟研究了铵态氮在洪泛区湿地不同土层中的水平运移过程.结果表明,沼泽湿地土壤中铵态氮的运移通量随运移距离的增加呈一阶衰减指数变化;0～10 cm土层中铵态氮的运移通量最小,20～60 cm土层次之,10～20 cm土层具有最高的铵态氮通量.各层土壤运移通量在0～6cm内最大,而后迅速下降,到18 cm时3层土壤中铵态氮的运移通量相近并趋近于零.各层土壤中铵态氮的运移通量与土壤水扩散率及土壤含水量都呈一阶指数增长变化;在土壤水扩散率或土壤含水量达到一定数值前,铵态氮运移通量增长缓慢,之后则开始骤然增加.     

木纤维尺寸对聚乳酸结晶特性的影响

采用混合热压的方法制备不同形态木纤维/PLA复合材料,并通过DSC和POM分析不同形态木纤维与PLA复合对PLA等温和非等温结晶特性的影响。结果表明:木纤维的加入影响了PLA等温结晶的结晶度、结晶速率和熔融温度等特性。中等尺寸木纤维(直径为0.012~0.050mm,长度为0.3~4.0 mm)能够最有效地增加PLA的结晶度和结晶速率;较大尺寸的木纤维(直径为0.07~0.50 mm,长度为2~10 mm)会阻碍结晶的生长从而降低PLA的结晶度和结晶速率。木纤维复合材料中PLA的熔融温度会随着加入木纤维的尺寸增加而增加;在非等温结晶过程中木纤维会使PLA的结晶度、结晶温度和熔融温度升高,但是尺寸较大的纤维(直径为0.07~0.50 mm,长度为2~10 mm)同样对结晶的生长有很强的阻碍作用,从而降低了PLA的结晶度、结晶温度。POM结果表明,木材纤维会促进PLA的异相成核,并且使PLA在木材纤维表面形成横向结晶层,并且进一步证明了大尺寸的纤维会阻碍结晶生长。     

人造米干燥动力学及其仿真研究

采用差分法对人造米干燥过程内部水分的扩散特性,分布规律及动力学特性等进行研究。通过计算可计算颗粒内其瞬间任意位置的含水量,试样的平均含水量,预测干燥时间,平衡含水量和平衡时间等。内部水分梯度形成了扩散的推动力;在干燥后期,干燥推动力小,阻力大,干燥速度很慢,所以达到平衡含水量的时间很长。除去９９％的自由水分较容易。     

树木边材液流传输研究述评

结合作者的研究工作进展，对当前国内外有关树边材木水分传输机理的研究概况进行了述评，分析了树木水分传输驱动力的构成要素及内聚力学说对树木边材水分传输连续体合理解释，探讨了稳态流模型和非稳态模型在描述树木水分传输方面的效果，介绍了树木组织水容的概念及其在调控树木水分传输过程中的作用和意义，介绍了当前国内外导管空穴化和木质部栓塞研究概况、树木边材导管空穴化的发生机制及检测方法、树木输导组织栓塞对水分传输的影响及栓塞脆弱性评价等。     

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 .     

开启木材细胞通道的途径

木材细胞通道畅通与否,直接关系到难干材的干燥、难浸渍防腐剂、阻燃剂木材的处理。开启木材细胞液体流动通道主要从纹孔膜入手,作者在前人研究基础上探讨了木材细胞液体移动形式及细胞通道开启的途径,归纳了3种开启木材细胞通道方式,一是采用化学处理,二是生物处理,三是借助外力(机械力、蒸汽力、冰冻力)等方式迫使木材细胞壁纹孔膜破裂,从而疏通或扩大细胞液体流动通道。阐述了每一细胞通道开启方式的适用范围以及实际操作中面临的问题,以便于能更好的运用到木材干燥、防腐、阻燃、染色等木材加工领域。     

河南省小麦种植区农业技术扩散动力机制实证研究

以河南省小麦种植区为例,根据问卷调查数据,运用因子分析方法对农业技术扩散动力进行了实证研究.结果表明,河南省小麦种植区当前农业技术扩散受到政府推动、市场牵引和技术诱导3方动力的共同作用,3者相互影响促进了农业技术推广,加快了先进生产力的转化,成为农业技术扩散的源动力.     

不同坐标系下水中污染物分子的扩散方程研究

简述了水中污染物分子扩散方程的发展过程及应用。通过讨论笛卡尔坐标系下污染物分子在水体中的扩散方程,运用质量守恒原理导出了柱面坐标系和球面坐标系下污染物分子在水体中扩散方程的表达式,并采用向量分析原理对导出的方程式进行了验证。结果表明,从质量守恒原理导出的表达式与从向量分析原理导出的方程式一致;运用推导出的公式可以更方便的对具有轴对称形和球对称形水域进行污染物数值模拟。     

天目山常绿落叶阔叶混交林生态系统水汽通量特征

利用涡度相关技术研究了2013年7月至2014年6月浙江天目山常绿落叶阔叶混交林生态系统水汽通量变化特征,结合气象要素的观测,进一步分析了净辐射对水汽通量的影响。结果表明:浙江天目山常绿落叶阔叶混交林生态系统全年水汽通量基本为正值,各月水汽通量日变化趋势基本呈单峰型曲线,7月水汽通量峰值最大（0.115 gm－2s－1）,1月最小（0.029 gm－2s－1）。四季的水汽通量平均日变化中,峰值的大小为夏季＞春季＞秋季＞冬季。生态系统全年蒸散量为721.25 mm, 在相近纬度的不同类型森林生态系统中处于较低水平,全年蒸散量占降雨量的51.46%,各月蒸散量均小于降雨量。生态系统全年净辐射为3 305.65 MJm－2a－1。季节尺度上,对生态系统水汽通量与净辐射进行回归分析,显示四季的相关性都极显著。夏季相关系数（R2）最大,为0.500,其次为春季（0.318）,秋季（0.232）,冬季最低（0.125）。图6表2参28     

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。      

双斜立式油缸木材抓具优化设计研究

通过对现行木材生产中所使用的双斜立式油缸木材抓具的受力情况的深入分析。推导了双斜立式油缸木材抓具在两种不同的工作状态下的抓取力计算公式。在此基础上,结合现代先进的设计方法——优化设计法的基本思想,建立了该类型木材抓具优化设计的数学模型。根据数学模型的特点,给出了能够处理约束优化问题的优化计算方法——内点惩罚函数法,编制了该方法的计算机程序,并对程序的使用进行了必要的说明。