發(fā)布時間：2020-08-03 17:35

【摘要】：為揭示熱壓干燥過程中木材內(nèi)部水分狀態(tài)及水分壓力的變化規(guī)律,以及對傳熱傳質(zhì)的影響機(jī)制,以毛白楊(Populus towentosa)鋸材為研究對象,采用溫度-壓力集成探針測試分析了周期式熱壓干燥過程中木材內(nèi)部水分壓力和溫度的變化規(guī)律,分析了熱壓干燥過程中木材內(nèi)部水分狀態(tài)及遷移規(guī)律,進(jìn)而優(yōu)化了木材熱壓干燥工藝;構(gòu)建了含水分壓力項的木材熱壓干燥傳熱傳質(zhì)模型并進(jìn)行了數(shù)值求解與驗證,為實現(xiàn)木材熱壓干燥過程精準(zhǔn)控制提供理論依據(jù)。在木材初含水率為50%～70%,熱壓板溫度為120～180℃的試驗條件下,得到的主要結(jié)論如下:(1)研究了熱壓干燥過程中木材內(nèi)部水分狀態(tài)及遷移規(guī)律。①熱壓板閉合期間,升溫階段,含水率高于纖維飽和點的木材內(nèi)部水分壓力高于大氣壓;木材表面到中心形成了過熱蒸汽-飽和蒸汽-液態(tài)水的水分狀態(tài)分布。當(dāng)含水率低于纖維飽和點時,木材表面到中心形成了不同過熱度的過熱蒸汽分布。②熱壓板打開期間,內(nèi)部水蒸氣在木材與大氣環(huán)境間的壓力差驅(qū)動下從表面遷出,導(dǎo)致含水率降低,這是周期式熱壓干燥木材內(nèi)部水分遷移的主要方式。(2)基于木材內(nèi)部水分壓力對干燥效率的影響,優(yōu)化了木材熱壓干燥工藝。25 mm厚楊木鋸材熱壓干燥優(yōu)化工藝為:預(yù)熱階段,熱壓板溫度為140℃、閉合時間為14.0 min、打開時間為1.5 min;含水率高于30%階段,熱壓板溫度為140℃、閉合時間為11.5 min、打開時間為2.0 min;含水率在20%～30%階段,熱壓板溫度為150℃、閉合時間為7.5 min、打開時間為2.0min;含水率在6%～20%階段,熱壓板溫度為160℃、閉合時間為8.5 min、打開時間為2.0 min。優(yōu)化工藝較傳統(tǒng)工藝干燥效率提高了 104.90%。(3)分析了熱壓干燥對木材尺寸穩(wěn)定性的影響。與氣干材相比,熱壓干燥楊木的弦向和體積濕脹率分別減少了 56.15%和28.87%,弦向和體積干縮率分別減少了55.45%和37.06%,而徑向濕脹和干縮率分別增大了 36.00%和14.58%。與氣干材弦徑向濕脹比(2.60)和弦徑向干縮比(2.29)相比,熱壓干燥木材弦徑向濕脹比(0.84)和弦徑向干縮比(0.89)分別降低了 67.69%和61.14%。熱壓干燥降低了木材尺寸變化的各向異性,提高了木材尺寸穩(wěn)定性。(4)構(gòu)建并驗證了含水分壓力項的熱壓干燥木材傳熱傳質(zhì)模型。檢測分析了熱壓干燥木材內(nèi)部水分壓力場、溫度場和含水率場的分布規(guī)律。構(gòu)建了含水分壓力項的傳熱與傳質(zhì)數(shù)學(xué)模型。利用有限差分法及MATLAB軟件程序,對構(gòu)建的木材熱壓干燥傳熱傳質(zhì)模型進(jìn)行數(shù)值求解與驗證。結(jié)果表明:①依模型預(yù)測的熱壓干燥木材含水率值和實測值較好地吻合。②與不含水分壓力項的傳統(tǒng)傳熱模型相比,含有水分壓力項的傳熱模型預(yù)測的木材溫度值更接近于實測值。
【學(xué)位授予單位】：北京林業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：S782.31
【圖文】：

１緒論逡逑．３．２．４周期式熱壓干燥楊木鋸材傳熱傳質(zhì)建模與數(shù)值模擬逡逑試驗檢測并分析熱壓干燥過程中楊木鋸材內(nèi)部溫度場、水分壓力場和含水率場化規(guī)律，根據(jù)水分壓力對熱壓干燥過程中楊木鋸材內(nèi)部傳熱傳質(zhì)的影響，在給出假設(shè)的基礎(chǔ)上建立楊木鋸材熱壓干燥的一維傳熱傳質(zhì)數(shù)學(xué)模型；采用有限差分法傳熱傳質(zhì)控制方程和定解條件進(jìn)行離散化處理，給出楊木鋸材熱壓干燥中傳熱傳質(zhì)重要熱物理參數(shù)，通過ＭＡＴＬＡＢ軟件進(jìn)行傳熱傳質(zhì)數(shù)值求解和驗證，探宄所建立一維傳熱傳質(zhì)數(shù)學(xué)模型的準(zhǔn)確性和可行性。逡逑．３．３技術(shù)路線圖逡逑丨楊木鋸材周期式熱壓干燥丨逡逑

（周永東、李曉玲，２００５）。試驗前去除兩端各１９０邋ｍｍ以免影響含水率的準(zhǔn)確性，逡逑然后將剩余鋸材鋸解成５塊尺寸為４００邋ｍｍＸ邋１２０邋ｍｍＸ２５邋ｍｍ邋（軸向Ｘ弦向Ｘ徑向）逡逑的楊木鋸材試驗板，同時鋸�。秱�厚度為２０邋ｍｍ的含水率試片（圖２－１）；根據(jù)逡逑ＧＢ／Ｔ１９３１－２００９《木材含水率測定方法》采用絕干法檢測試片含水率，取兩個相鄰含逡逑水率片的平均值計算楊木鋸材試樣的初含水率和絕干重，試驗前楊木鋸材試樣的初含逡逑１３逡逑

２熱壓干燥過程中楊木鋸材內(nèi)部水分狀態(tài)及遷移規(guī)律逡逑的對應(yīng)溫度值，繪制曲線并找出信號源輸入溫度與無紙記錄儀顯示號源輸入溫度與無紙記錄儀顯示溫度關(guān)系曲線見圖２．４。結(jié)果表明，溫度數(shù)值與信號源輸入溫度吻合，Ｒ２為０．９９９９，采用所選的ＳＩＮ－Ｒ６紙記錄儀對熱壓干燥過程中木材內(nèi)部溫度進(jìn)行實時監(jiān)控和記錄是可

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 楊建華;閆磊;于航;肖江;吳健;;基于表面主要缺陷的鋸材外觀質(zhì)量量化評價方法[J];林業(yè)科學(xué);2019年08期

2 涵虛;;原木、鋸材[J];國際木業(yè);2016年11期

3 陳玲;;預(yù)計芬蘭鋸材出口將會上升[J];國際木業(yè);2017年02期

4 修木;;2017年鋸材價格上揚(yáng)[J];國際木業(yè);2017年03期

5 ;原木、鋸材[J];國際木業(yè);2017年04期

6 ;原木、鋸材[J];國際木業(yè);2017年06期

7 映秋;;我國從俄羅斯進(jìn)口鋸材增長值得關(guān)注[J];中國人造板;2015年09期

8 陳玲;;西班牙2季度鋸材進(jìn)口增長[J];國際木業(yè);2014年12期

9 馮彥;包慶豐;;中國鋸材進(jìn)口需求彈性分析[J];林業(yè)經(jīng)濟(jì)問題;2014年06期

10 ;原木、鋸材[J];國際木業(yè);2015年02期

相關(guān)會議論文 前1條

1 李貴明;;橡膠木鋸材氣干-窯干聯(lián)合干燥工藝探討[A];第六屆中國木材保護(hù)大會暨2012中國景觀木竹結(jié)構(gòu)與材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展高峰論壇2012橡膠木高效利用專題論壇論文集[C];2012年

相關(guān)重要報紙文章 前10條

1 張國民;進(jìn)口鋸材海關(guān)數(shù)據(jù)評析[N];中國建材報;2014年

2 張政;江蘇口岸首次大批量進(jìn)口鋸材[N];中國建材報;2011年

3 王百海　記者 王穎;綏芬河口岸鋸材進(jìn)口增加[N];黑龍江經(jīng)濟(jì)報;2010年

4 楠木;綏芬河口岸鋸材進(jìn)口突破25萬立方米[N];中國建材報;2010年

5 趙建華　劉書濤;黑龍江省擴(kuò)大鋸材進(jìn)口期待助力[N];中國國門時報;2008年

6 秉康;我國鋸材出口形勢好轉(zhuǎn)[N];國際經(jīng)貿(mào)消息;2000年

7 陳錚　記者 王穎;前八月黑龍江口岸鋸材進(jìn)口大幅增長[N];黑龍江經(jīng)濟(jì)報;2009年

8 龐貴河 劉巍;滿洲里口岸鋸材進(jìn)口量增加[N];中國建材報;2009年

9 記者 李研;鋸材漸成口岸貿(mào)易支點[N];中俄經(jīng)貿(mào)時報;2009年

10 郭訊;鋸材出口一舉兩得[N];中國物資報;2000年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 侯俊峰;楊木鋸材周期式熱壓干燥工藝及其傳熱傳質(zhì)機(jī)理[D];北京林業(yè)大學(xué);2019年

2 鮑詠澤;柳杉鋸材過熱蒸汽干燥及傳熱傳質(zhì)模型構(gòu)建[D];中國林業(yè)科學(xué)研究院;2017年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 陳東;結(jié)構(gòu)用鋸材表面節(jié)子檢測設(shè)備的研制與試驗研究[D];中國林業(yè)科學(xué)研究院;2018年

2 王建功;FD1146型結(jié)構(gòu)用鋸材應(yīng)力分等設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計與試驗研究[D];中國林業(yè)科學(xué)研究院;2014年

3 張鵬飛;鋸材應(yīng)力分等機(jī)動態(tài)特性研究[D];中國林業(yè)科學(xué)研究院;2016年

4 馮彥;中國鋸材進(jìn)口及其需求彈性研究[D];內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué);2015年

5 王瓊;俄羅斯產(chǎn)落葉松鋸材干燥特性的研究[D];東北林業(yè)大學(xué);2006年

6 趙東洋;預(yù)處理對榆木鋸材干燥性能和質(zhì)量影響研究[D];東北林業(yè)大學(xué);2016年

7 孟興林;平行整邊鋸材材積自動計量系統(tǒng)的研究[D];昆明理工大學(xué);2011年

8 李單;鋸材含水率分級檢測系統(tǒng)的研究[D];東北林業(yè)大學(xué);2012年

9 劉思佳;面向拼接的鋸材原料紋理缺陷優(yōu)選方法研究[D];東北林業(yè)大學(xué);2016年

10 楊洋;落葉松鋸材無損檢測結(jié)果與靜態(tài)抗彎性能關(guān)系的研究[D];北京林業(yè)大學(xué);2011年

本文編號：2779968