落叶松板材常规干燥过程的动态黏弹性特性

为了研究木材常规干燥过程黏弹性应变的发展模式与相对数量级,并为准确区分黏弹性应变与机械吸附应变提供理论依据,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,使用切片法测定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。基于高聚物与复合材料黏弹性理论,重点定性分析了木材干燥过程中干燥介质温度、蠕变恢复时间、干燥阶段等因子对木材厚度方向不同位置黏弹性应变特性的影响。结果表明:在环境平衡含水率保持在特定水平下,干燥介质温度水平与测定的拉伸弹性应变极值间具有一定正相关性;木材干燥过程中黏弹性应变的发展模式与弹性应变类似,经充分恢复后黏弹性应变的数值略大于弹性应变;木材表层、芯层在干燥过程中具有不同的黏弹性演化模式,干燥温度对木材表芯层黏弹性应变转换有一定影响,这种作用主要是由于不同温度条件下木材含水率梯度所导致的;根据试验测定的木材表层、芯层在3、6、24 h 3个应力释放时间内所达到的黏弹性应变极值,分别给出了干燥过程各阶段落叶松板材表层与芯层黏弹性应变恢复时间的推荐值。      

兴安落叶松材干燥方法的研究

本文主要研究了兴安落叶松板材的干燥方法:汽蒸高温脱脂干燥——常规干燥方法和汽蒸高温脱脂干燥——真空干燥方法。试验结果表明:汽蒸高温脱脂干燥(干、湿球温度100℃,汽蒸时间9—10 h)对落叶松板材的脱脂,效果良好。采用以上两种干燥方法干燥50 mm厚落叶松板材,二者的干燥质量及干燥速度相近,均能大大缩短干燥时间,消除了落叶松板材易开裂缺陷。由于真空干燥设备复杂,干燥成本高,建议推广采用汽蒸高温脱脂干燥——常规干燥方法干燥落叶松板材。     

木材的机械吸附蠕变在木材加工中的应用

本文从木材的构造、力学性质等方面论述了木材的机械吸附蠕变特性,分析了木材机械吸附蠕变的性质、木材的机械吸附蠕变对木材其他性质的影响I论述了木材吸湿蠕变与木材加工利用的关系。利用木材的这一特性．简述了丘比特之箭的制作过程。     

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。     

太阳能与双热源热泵组合干燥落叶松

为进一步降低木材干燥过程的能耗,合理利用太阳能,对北京林业大学研制的太阳能与双热源热泵联合干燥系统的主要参数、原理、结构,进行了说明和系统性能测试。设备在空气源热泵模式下平均供热系数P为2．48,水源热泵模式供热系数P为3．77。使用该系统对落叶松进行初步干燥实验,与常规蒸气干燥做对比,结果显示,热泵干燥和联合干燥与常规蒸气干燥相比分别节能67．8％和70．32％,两者均有明显节能效果。     

木材的蠕变和机械吸湿蠕变

蠕变是天然高分子材料固有的1种物理性质,本文通过对蠕变过程的概述,分析了应力水平、树种、温度、含水率等对木材蠕变特性的影响.分析了木材机械吸湿蠕变产生的原因和研究方法,探讨了在木材干燥过程中机械吸湿蠕变对木材干燥应力的影响.     

木材干燥过程中应力与应变检测方法初探

[目的]探索木材干燥过程中应力与应变的检测方法。[方法]根据数字散斑相关方法的原理设计一种非接触式检测木材干燥应力的方法,用应变速率表示木材干燥过程中应力状态,研究木材表面测点位移与干燥时间、温度和含水率的关系。[结果]木材测点位移平均速率有一个峰值,温度越低,峰值出现得越晚,说明应变滞后于应力;同一材料、同一温度的平均位移曲线,端部的峰值先于中部出现。木材表面测点位移与干燥时间存在对数关系,与含水率变化呈线性关系。随着时间的推移,干燥速率下降,应变速率变小。[结论]影响木材干燥应力的主要因素有干燥应变速率、干燥温度、含水率梯度和温度梯度。     

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.      

黑土区不同林龄落叶松人工林土壤磷的吸附与解吸特性

以典型黑土区林龄分别为21、30、40 和52 年生的落叶松人工林以及未经开垦干扰黑土表层(0 ~10 cm)土壤 为研究对象,通过土壤磷的最大吸附量(Qm)、最大缓冲容量(MBC)及解吸率等指标的测定与分析,研究了不同林 龄落叶松人工林土壤磷的吸附-解吸特性。结果表明:落叶松人工林土壤吸附磷量和磷的吸附率均高于未经开垦 黑土,土壤Qm的变化范围为692.24 ~759.41 mg/ kg;Qm、吸附强度因子(K)和MBC 随林龄的增加均表现为先增后 降的变化趋势,30 年生林地达到最大值,与其他3 种林地的差异达显著。土壤解吸磷量和磷的解吸率则随林龄的 增加呈先降后增的趋势,并以30 年生林分最小、52 年生林分最大。30 年生落叶松人工林土壤表现出较强的固磷 的能力,52 年生的林地供磷能力最强,已恢复到未经开垦黑土水平。      

木材的机械吸湿蠕变

为了弄清楚木材的机械吸湿蠕变的机理，许多研究者从不同角度对木材的机械吸湿蠕变现象作了各自的解释．该文对其中主要的观点作了比较详细的评述，并对在分子水平上揭示木材的机械吸湿蠕变现象的实质提出了一些初步的构想．     

榆木锯材常规干燥基准的优化研究

榆木属于难干硬阔叶材,易出现干燥缺陷。针对50 mm厚的榆木锯材,根据其干燥过程中存在的问题,通过应力检测调整中间处理的次数与时间,对榆木锯材常规干燥基准进行了优化;并利用称重法对探针测得的含水率进行修正,得出补偿函数,以保证干燥基准的正确实施。结果表明,按优化后的干燥基准对试材进行干燥,含水率从60.0%±3.0%降至10.0±1.0%,干燥周期由626h缩短至506h,共节约19.17%的干燥时间;干燥后试材厚度上含水率偏差和残余应力分别减小46.73%和33.49%,各项质量检测指标基本达到国家一级标准。     

落叶松人工林节子内部特征变化规律研究

以落叶松人工林为研究对象,采用枝解析和节子剖析技术,获取了95株解析木和2 165个节子数据,以树木和节子自身因子为自变量建立了节子内部特征模型,包括节子直径和角度模型、节子中健全节和疏松节长度模型。模型很好地描述了节子内部特征因子的变化规律,揭示了节子内部特征因子随林木和自身变量变化的机制。结果表明:节子直径、节子角度和健全节长度都随着其所在位置高度的增加而增大,随着树木胸径的增大而增大;疏松节长度随着胸径的增大呈现增大趋势,但节子自身直径大小对其影响也较大。应用独立检验样本对所建模型进行检验,精度达到了95%以上,这些模型可以应用到林木生长模拟系统中,增加模拟效果。节子内部特征变化规律的研究也有助于揭示枝条的生长与死亡机制,对开展整枝抚育从而提高木材质量有重要意义。      

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.      

木材干燥过程控制策略与方法的研究

在微机控制的木材干燥过程中，需要选用合理的控制策略与方法。根据木材干燥的特点，对木材干燥中控制技术的应用与研究作了分析，主要论述了PID控制、自适应控制和人工智能控制等方法在木材干燥中的应用研究。对比分析了各种方法的优点和局限性，并指出PID及其变形控制器是目前木材干燥控制方法的主流，而智能控制是其重要的发展方向。图4参12。     

干燥处理材的动态粘弹性

该文采用高温干燥、低温干燥和真空冷冻干燥3种干燥方法分别对杉木人工林木材进行干燥处理。用动态力学分析仪测定了3种干燥处理材在温度-120～250℃,测量频率1、2、5、10 Hz的动态粘弹性。结果表明:①储存模量和损耗模量均表现为高温干燥处理材最大,真空冷冻干燥处理材最小。②高温干燥处理材和低温干燥处理材的损耗模量温度谱中,从高温至低温方向可依次观察到3个力学松弛过程,其分子运动归属分别是木材细胞壁非结晶区中聚合物的微布朗运动、木材细胞壁聚合物分子的扭转振动和木材细胞壁无定型区中伯醇羟基的回转取向运动。③真空冷冻干燥处理材的损耗模量温度谱可观察到4个力学松弛过程,新增加的松弛过程是由木素分子的微布朗运动引起的。这说明木材经过高温干燥或低温干燥处理,由于受到热的作用,木材细胞壁分子链之间可能发生了一定程度的交联,从而限制了木素分子的微布朗运动。      

木材干燥预热时间初探

预热是木材干燥的重要环节 ,实践中一般仅凭经验来确定预热时间 .该文对木材预热时间进行了理论计算和试验验证 ,并将试验数据与经验预热时间进行了对比分析 ,讨论了木材厚度、预热温度、含水率、基本密度对预热时间的影响程度 .试验及分析结果表明 :①理论预热时间与试验值很接近 ,通过理论计算来确定木材的预热时间是可行的 .②经验预热时间与试验值相差很大 ,其比值介于 2 2～ 8 6之间 .③木材含水率和基本密度对预热时间无显著影响 ;预热温度对预热时间有一定的影响 ;木材厚度是影响预热时间的最主要因素 .     

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.      

排湿风速对微波干燥过程湿度及其干燥特性的影响

采用5种稳定风速和4种变动风速,研究排湿风速对微波干燥过程湿度、干燥速率及其干后品质的影响。结果表明,排湿风速对微波干燥的湿度、干燥速率和干后品质有明显影响。稳定风速时,风速越小,湿度峰值越高,高湿维持时间越长,干燥速率峰值越低。若风速改变,升速变动风速对湿度曲线影响不大,但对干燥速率曲线影响较为明显,尤其是在干燥前期和中期阶段升风,干燥速率会快速上升;降速变动风速时,湿度会明显上升或维持峰值不变,同时干燥速率降低,但降低效果并不明显。阶梯升速前期干燥速率低,后期变大,整个干燥过程湿度较大,干后品质最优。另发现,稳定风速干燥时,湿度曲线的变化由干燥速率决定,二者在整个干燥过程同步变化,且起伏趋势一致。变动风速下,湿度曲线和干燥速率曲线的同步变化被打破,湿度曲线的变化受风速和干燥速率变化的共同影响。     

干燥过程中木材内部孔隙度变化的初步研究

该文采用一种全新的方法———分形理论来描述干燥过程中,木材内部孔隙度的变化情况.实验以银杏和板栗为试材,采用连续升温干燥的方法,并建立了不同干燥温度下木材重量和尺寸之间的双对数关系,计算得出木材内部孔隙度的分形维数.结果表明:木材内部孔隙度的分形维数是定量反映干燥过程中木材内部孔隙复杂程度新的有效指标.木材内部孔隙度分形维数的变化与干燥温度和木材含水率的变化相对应,随着干燥温度的升高,两种试材含水率逐渐降低,内部孔隙度的分形维数均逐渐增大,内部孔隙的复杂程度也增大.当干燥温度从20℃到100℃,试材从气干状态(含水率14%)到绝干状态,银杏木材内部孔隙度的分形维数变化在2.1057～2.8757之间,板栗的维数变化在2.0080～2.9238之间.板栗木材内部孔隙度的分形维数变化范围要比银杏大,说明在干燥过程中板栗内部孔隙变化的复杂程度要比银杏大,干燥银杏木材比干燥板栗木材相对容易,产生干燥缺陷的可能小于板栗.