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。     

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.      

微波加热下10种不同氨基酸溶液的介电特性

为了探究不同氨基酸溶液在微波加热下的介电特性，采用网络分析仪和同轴探针法测定了10种氨基酸[甘氨酸（Gly）、脯氨酸（Pro）、半胱氨酸（Cys）、谷氨酰胺（Gln）、赖氨酸（Lys）、蛋氨酸（Met）、组氨酸（His）、精氨酸（Arg）、酪氨酸（Tyr）和色氨酸（Trp）]溶液在微波（250w）加热（0、1、3、5min）下的介电特性。结果表明：在0.3~3 GHz的频率范围内，除了Tyr无明显变化外其他氨基酸溶液的介电常数随着频率的增加逐渐降低。在微波加热过程中，Arg、Lys溶液的介电损耗随着频率的增加出现降低的趋势，而其他氨基酸溶液（除Gln外）呈增加的趋势。微波加热过程中Gln溶液的介电损耗在0.9 GHz左右出现明显的转折点（尤其是在微波加热3min和5min时），呈先下降后上升的趋势。915 MHz时的穿透深度大于2450 MHz。在加热3min时，915 MHz下Tyr溶液的穿透深度最大为（180 ± 0.12）mm，2450MHz下Trp溶液的穿透深度最大为（20 ± 1.5）mm。Arg、Lys溶液在微波加热过程中因电离而导致其pH降低。氨基酸的分子量和等电点影响杂环族氨基酸和脂肪族氨基酸溶液的穿透深度，且氨基酸溶液的穿透深度与氨基酸分子量之间的相关性（R2 > 0.90）大于其等电点（R2 > 0.82）。随着加热时间的增加，杂环族氨基酸（Tyr、His、Trp、Pro）溶液的临界频率降低；而脂肪族氨基酸（Met、Lys、Arg、Gly、Gln、Cys）溶液的临界频率增加（P < 0.05）。     

远红外木材干燥机理的研究

福建22种常见树种木材远红外吸收光谱相似,在波数1840cm~（-1）附近均有个最强的透射峰。对22种木材进行远红外穿透深度测定,最大的是山槐弦向0.71mm;最小的是罗木石楠径向,0.135mm。弦向大于径向,且与木材密度、含水率等有关。木材对远红外吸收遵守朗伯定律,但吸收系数径向比弦向大。本文根据木材的远红外光谱图分析,提出木材纤维素、木素对远红外吸收,主要是分子含氧基团等键链间的振动吸收。根据远红外对木材的穿透深度,并通过热导方程分析、计算,认为厚度2mm以下薄板内部形成“正热源”是可能的。这为远红外木材干燥提供了科学依据。     

金中都水关遗址木结构含水率及其影响因素

【目的】金中都水关遗址现存的木结构面临腐朽的威胁,含水率是决定木材是否发生腐朽的关键因素,研究水关遗址木结构自身的含水率情况以及影响因素,旨在为金中都水关遗址木结构以及同类型地下木结构的保护和修缮提供依据和参考。【方法】于2021年9月26日检测木结构不同位置的木材含水率,监测2021年9月-2022年9月全年木结构不同位置木材、土壤含水率及环境温湿度变化,探测地下水,进行木材在土壤中平衡含水率实验等。汇总所得数据,分析影响木结构含水率的因素及其影响作用。【结果】遗址木结构露出地面的部分,含水率处于14.6%～23.6%;遗址木结构埋在土壤中的部分,含水率处于30.0%～183.3%;空气温度、湿度全年变化范围分别为13～24℃、27.0%～80.0%,受四季影响明显;遗址土壤含水率在1.5%～18.0%之间,深度越大,土壤含水率越高;地下水水位低于遗址过水道地面10.0 m以上;遗址木材在土壤中的平衡含水率与土壤含水率线性正相关,决定系数达到0.939 9。【结论】遗址木结构露出地面的部分,含水率处于木材腐朽发展停止的范围,含水率变化主要受空气的四季温湿度变化影响;遗址木结构埋在土壤...     

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.     

基于微波干燥的黑莓介电特性研究

以黑莓为对象,利用网络分析仪测量并研究了频率（1～3 000 MHz）、黑莓含水率（20%～80%）和温度（20～100 ℃）对相对介电常数ε′和介质损耗因数ε″的影响;计算了微波穿透深度,并分析频率、含水率和温度对其的影响;建立了部分频率下黑莓介电参数与主要影响因素的关系模型,检验了基于介电参数预测含水率的精度和可行性。结果表明,在1～3 000 MHz频率段内,黑莓的介电常数ε′和介电损耗因子ε″都随频率的增大而减小;ε′随含水率的增大而增加,但随温度的增大而减小;ε″随含水率的增大而下降,但随温度的增大而增加;能量穿透深度随温度、频率的升高而降低,随含水率的升高而增加。可用二元二次方程描述介电参数和主要影响因素的关系,且各模型的决定系数皆大于0.96。所构建的模型可以很好地描述黑莓的介电参数与各主要影响因素的关系,说明基于介电参数和温度预测黑莓的含水率是可行的。     

活性对电导法测量木材含水率的影响

电导法测量木材含水率是最简便的测定法，但其精度较低。本文采用直流电桥和交流电桥对活性程度不同的木材直流电阻和交流阻抗进行测量。指出了木材细胞的活性程度对其电阻和阻抗有明显的影响，在相同含水率下，活木和死木的电阻和阻抗也有很大差异。并通过植物的电路模型探讨了活性度对木材含水率测量的影响机理，为改进电导式木材含水率测量仪提供了理论依据。     

木材微波干燥工艺的研究

前言 木材微波干燥是六十年代发展起来的一门木材特种干燥技术。我国是从一九七四年开始进行这方面的研究和推广工作的。并取得了一定的成绩。 微波干燥具有整体同时加热,加热均匀,速度快,对含水率较高的木材或部位能选择性加热,有自动平衡含水率的作用;干燥周期短,质量好,热效率高,对复杂形状的木材也能均匀加热等独特的优点。     

微波加热土壤仿真模型的建立及其除草消毒效果研究

【目的】研究微波消毒法对土壤病虫草害的处理效果,为实现农业绿色可持续发展提供技术支持。【方法】基于COMSOL Multiphysics软件建立微波加热土壤的电磁 传热物理场耦合仿真模型,研究微波处理下土壤温度随时间和空间的分布规律;基于仿真结果,利用700 W微波土壤加热试验装置对3种不同含水率（2%,10%和20%）土壤辐射5 min并静置30 min,通过传感器研究土壤温度随时间的变化情况,同时验证模型的正确性;选用2种常见杂草种子和镰刀菌作为试验样本进行土壤消毒试验,验证微波加热除草消毒效果。【结果】土壤加热试验中,分别对2%,10%和20% 3种含水率的土壤微波处理5 min,其中4 cm土层深处测温点的土壤最低温度依次为52,92和72 ℃,8 cm深处的测温点温度依次为44,50和46 ℃;在保温阶段,上层土壤热量的传导作用使8 cm深处的3种含水率土壤温度分别提升8,11和7 ℃。模型验证结果表明,测温点的试验温度与仿真温度相近,最大误差均在12%以内,说明微波加热土壤仿真模型基本正确。土壤除草消毒试验表明,对于黑麦草和狗尾草,2%含水率土壤4 cm深处的种子萌发率最高达到80%,10%和20%含水率土壤中的种子萌发率最高为8%;对于镰刀菌,3 min微波辐射条件下,3种不同含水率下镰刀菌孢子萌发率最高达到100%;5 min微波辐射条件下,4 cm深处土壤的镰刀菌孢子萌发率最高为5%,8 cm深处以2%含水率土壤的镰刀菌孢子萌发率最低（最高仅为32%）,20%含水率土壤中镰刀菌孢子萌发率最高（最高63%）。【结论】微波加热法能有效抑制杂草种子和真菌萌发,其效果取决于微波对土壤的热效应,微波处理土壤温度的影响因素主要有土壤湿度、掩埋深度、辐射时间。     

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。     

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。      

马尾松木材浮压干燥过程中的传质传热特性

该文阐述了在真空状态且浮压条件下马尾松的干燥过程特性,揭示了加热温度、木材含水率、真空度及真空度变化频率对木材表面水分蒸发强度的影响.实验证实,提高温度、真空度和加快真空度变化频率都有利于加快木材内水分的迁移.真空频率加快时,木材内的温度场变化也加快,干燥时间明显缩短.此外,当外界压力不变时,木材表面水分蒸发强度随含水率的提高而增强,纤维饱和点以下更有明显的区别.     

腐朽对山杨木材吸水性和电阻的影响

以山杨木材试件为研究对象,研究在健康状态和腐朽状态下木材电阻和含水率的关系、木材腐朽前后绝干质量、含水率、电阻的变化及关系。结果表明,腐朽木材电阻受含水率的影响规律与健康木材相似,即随着含水率升高木材电阻下降;纤维饱和点以上相同含水率下,健康木材的电阻远远高于腐朽木材电阻,而木材腐朽后吸水性增强含水率升高使得电阻进一步降低,木材腐朽之后电阻明显减小;腐朽后木材电阻与健康木材电阻和增水率整体显著相关,木材减阻率与其失重率和增水率间具较强的二元线性关系。     

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。     

远红外木材干燥热源分析研究

根据福建22种常见树种远红外透射率的测定,穿透深度弦向大于径向,但其最大均不超过1mm,当远红外双面垂直辐射2mm单板,内部有形成“正热源”的可能。分析木材远红外光谱,穿透深度最大的远红外在波长5.43μm附近,对应此波长远红外辐射通量密度的物理极大值的热源温度应取675.9K。     

人工林杉木树木含水率与密度分布规律

以人工林杉木原木为研究对象,研究其水分和密度在径向和高度方向分布,以及原木气干周期,运用切片法和X射线法测试水分和密度。结果显示,在径向上,边材含水率为184.41 %,是心材与含髓心含水率的2.65倍和2.58倍;边材与含髓心材的绝干密度均为0.375 g·cm^-3,与心材绝干密度0.361 g·cm^-3存在显著性差异。X射线测试生材和绝干材密度,计算生材含水率,与切片法测试结果接近。在高度上,随树木高度增加,心材含水率逐渐下降,边材含水率有增加趋势;从根部至梢端心材绝干密度变化很小,然而,边材绝干密度有逐渐增加的趋势。径级18 cm原木初含水率126.92 %气干至25 %,气干时间约42 d,表裂严重;但气干可作为原木预干的一种方式。