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《北京林业大学》 2005年
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木材微波—真空干燥特性的研究

李贤军  
【摘要】:微波真空干燥作为一种快速高效的新型干燥技术,已经逐步在食品加工等行业得到了较为广泛的应用,然而它在木材干燥行业中的工业化应用几乎是空白,也未见文献对木材的微波真空干燥规律和干燥机理进行系统的报道。本文以马尾松试材为研究对象,系统地研究了木材的微波真空干燥特性,总结出了木材微波真空干燥的一般性规律,阐述了木材内部的热、质迁移机理,建立了相应的数学模型,为木材微波真空干燥的应用提供了科学依据和理论基础。本研究的主要成果和创新点有: 1.首次理论求解了微波在木材中的渗透深度。 2.首次系统研究并总结了马尾松木材的微波真空干燥规律。研究表明:①随着微波辐射功率密度、木材初含水率和干燥室真空度的增加,木材的平均干燥速率增加;②木材的尺寸(厚度和长度)对木材的平均干燥速率没有明显的规律性影响;③木材的纹理方向对水分的迁移速率有一定的影响,其大小关系为:未封闭试件纵向径向弦向。④方差分析显示只有微波辐射功率密度和木材初含水率对平均干燥速率的影响显著,而其它因素对平均干燥速率的影响还达不到显著性水平;⑤木材的整个微波真空干燥过程可以分为三个阶段:快速升温加速干燥段,恒温恒速干燥段和后期升温减速干燥段。⑥在微波真空干燥过程中,每千瓦的微波能可以排除0.7~1.2千克的水分,且随着初含水率和真空度的增加,微波能的利用效率显著增加;⑦木材微波真空干燥具有很高的干燥速率。工艺试验证明木材的微波真空干燥速率比真空浮压干燥速率大5倍以上。 3.首次通过试验和理论分析,研究了微波作用对木材内水分迁移性能的影响。研究表明:微波处理能有效地破坏木材的纹孔膜结构,提高木材的渗透系数,可以加快以渗透方式作为水分迁移机理的干燥方法的干燥速率;但对马尾松木材扩散系数的提高程度不超过3%,对常规蒸汽干燥中木材的后续干燥过程不会有明显的促进作用。 4.首次通过试验测定了在较短时间作用下,木材内热扩散效应对水分迁移的影响。研究表明:在较短时间温度梯度的作用下,木材内的水分会由木材热端向冷端迁移,含水率梯度与温度梯度的比值(dM/dT)在0.9%/℃以下;在微波真空干燥过程中,就整个板材而言,热扩散效应对木材中水分迁移的影响不大,但在局部的有限范围内,它对自动平衡木材内含水率具有显著的作用。 5.首次系统阐述微波真空干燥过程中木材内的热迁移特性和水分迁移机理,并建立了相应的数学模型。研究表明:①在一定的辐射功率和厚度范围内,木材内的温度和含水率分布都比较均匀,特别是在干燥后期,木材内部的含水率分布更加均匀;木材内的温度分布一般不呈整体性,而具有局部性。②当木材含水率在FSP上时,木材中的自由水和水蒸汽在压力梯度的作用下以渗透流的形式在木材内部迁移,迁移的强
【学位授予单位】:北京林业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TS652

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 卢伟东;李贤军;;马尾松木材微波真空干燥特性初探[J];安徽农学通报;2008年09期
2 刘志军,张璧光,刘智;微波干燥过程中木材内部水分移动机理初探[J];北京林业大学学报;2005年S1期
3 李贤军;吴庆利;姜伟;张璧光;;微波真空干燥过程中木材内的水分迁移机理[J];北京林业大学学报;2006年03期
4 刘志军;张璧光;贺宏奎;;微波干燥过程中木材内蒸汽压力与温度的变化特性[J];北京林业大学学报;2006年06期
5 李贤军;张璧光;李文军;李延军;;微波真空干燥过程中木材内部的温度分布[J];北京林业大学学报;2006年06期
6 李贤军;张璧光;李文军;周永东;;木材微波真空干燥过程的数学模拟[J];北京林业大学学报;2008年02期
7 周永东;傅峰;李贤军;姜笑梅;陈志林;;微波处理对桉木应力及微观构造的影响[J];北京林业大学学报;2009年02期
8 张文辉;;厚木材微波干燥工艺的研究[J];福建林学院学报;2007年04期
9 李贤军;傅峰;周永东;陈志林;;木材微波干燥缺陷产生原因及其预防措施分析[J];福建林业科技;2008年04期
10 张文辉;;杉木微波干燥工艺的研究[J];福建师范大学学报(自然科学版);2007年03期
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1 孟兆新;木材干燥的多场耦合建模仿真与优化研究[D];东北林业大学;2011年
2 张志军;玉米真空干燥特性的研究[D];东北大学;2009年
3 薛振华;蒙脱土/木材复合材料的构造与流变学特性[D];北京林业大学;2006年
4 刘志军;木材微波干燥特性的研究[D];北京林业大学;2006年
5 王立昌;针叶材构造数字模拟系统的建立及其在热传导研究中的应用[D];北京林业大学;2006年
6 于建芳;木材微波干燥热质转移及其数值模拟[D];内蒙古农业大学;2010年
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1 卿彦;硅系化合物/木基复合材料制备与性能评价[D];中南林业科技大学;2010年
2 杨霞;马尾松木材微波脱脂技术研究[D];中南林业科技大学;2009年
3 王琼;俄罗斯产落叶松锯材干燥特性的研究[D];东北林业大学;2006年
4 于洪志;压板式真空木材干燥机的工艺研究[D];北京林业大学;2007年
5 邵环;微波处理木材干燥应变的研究[D];内蒙古农业大学;2010年
6 李志辉;微波—真空木材干燥过程的Fuzzy-PID自整定控制器应用研究[D];东北林业大学;2010年
7 曹文华;混沌优化的微波木材干燥模糊控制器的设计研究[D];东北林业大学;2010年
8 徐岩;高频—对流双热源木材干燥工艺研究[D];东北林业大学;2012年
【共引文献】
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1 崔晓龙,万妮丽;大型锻件热处理过程的数值模拟研究[J];鞍钢技术;2004年06期
2 宋建华;张红卫;;钡钨阴极中钡的供应机制研究[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2006年01期
3 卢伟东;李贤军;;马尾松木材微波真空干燥特性初探[J];安徽农学通报;2008年09期
4 陈树思;;鳄梨导管分子及穿孔板观察研究[J];安徽农业科学;2006年15期
5 张佐玉;姬宁;李丹;廖可军;张喜;;原料类型对指接板甲醛释放量的影响[J];安徽农业科学;2008年13期
6 张友元;夏玉芳;黎磊;李泽贤;张雪燕;郗静;周鑫;董志渊;;香椿生长轮宽度·木材气干密度·纤维长度径向变异及其相关性研究[J];安徽农业科学;2009年05期
7 王兰;陈佩寒;李敏霞;;日光温室微气候模拟研究[J];安徽农业科学;2010年24期
8 林同龙;;乐东拟单性木兰人工林木材纤维形态和化学成分研究[J];安徽农业科学;2012年03期
9 高嵩;;不同模式退耕还林地上净生物生产力评价[J];现代农业科技;2010年07期
10 范其秋;;木材运输的监督现状与管理对策[J];现代农业科技;2011年17期
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1 张震;杨卫民;阎华;丁玉梅;;内置转子套管换热器的实验及数值模拟研究[A];第七届中国CAE工程分析技术年会暨2011全国计算机辅助工程(CAE)技术与应用高级研讨会论文集[C];2011年
2 姚春妮;郝斌;贾春霞;;太阳能热水系统贮热水箱温度分层实验结果及分析[A];中国建筑学会建筑热能动力分会第十六届学术交流大会论文集[C];2009年
3 姜帆;欧阳新萍;李海珍;张同荣;;Turbo-B类池沸腾双侧强化管传热性能实验研究[A];走中国创造之路——2011中国制冷学会学术年会论文集[C];2011年
4 林格玮;杨伟;陈焕倬;;满液式蒸发器用强化蒸发管的换热实验研究[A];第十届海峡两岸冷冻空调技术研讨会论文集[C];2011年
5 刘佩佩;申焱华;;盘式制动器热-结构耦合分析[A];第五届中国CAE工程分析技术年会论文集[C];2009年
6 焦雯;黄海明;;导热系数对热传导的影响[A];北京力学会第17届学术年会论文集[C];2011年
7 吴青;;SV型静态混合器中气-液两相流动的研究[A];中国机械工程学会包装与食品工程分会第四届学术年会论文集[C];1995年
8 周日兴;韩清华;李惠;王习治;;圆柱腔式微波杀菌机的研究[A];中国西部农产品加工及产业化发展战略研讨会论文集[C];2001年
9 李贤军;蔡智勇;傅峰;;微波干燥与常规干燥中木材内含水率动态分布比较[A];“第十四届全国微波能应用学术会议”暨“2009年微波创造美的生活高峰论坛”论文集[C];2009年
10 肖芬;熊兆贤;郑建森;刘同赞;张邦成;吴远兴;;微波炉快速解冻板的研制[A];“第十四届全国微波能应用学术会议”暨“2009年微波创造美的生活高峰论坛”论文集[C];2009年
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1 刘亚梅;人工倾斜树干应力木形成机理的研究[D];安徽农业大学;2010年
2 梁钦锋;扩散火焰形态及气化炉内熔渣沉积与传热规律研究[D];华东理工大学;2010年
3 汪洋;微尺度环境下预混火焰稳燃方法的研究[D];浙江大学;2010年
4 傅松;缸盖冷却水套内沸腾传热特性的研究[D];山东大学;2010年
5 柴本银;振荡流热管换热器换热性能及其在干燥系统中的应用研究[D];山东大学;2010年
6 王锡;新型分布式供能系统热力特性研究[D];华北电力大学(北京);2011年
7 王宁玲;基于数据挖掘的大型燃煤发电机组节能诊断优化理论与方法研究[D];华北电力大学(北京);2011年
8 张扬;纤维板断面密度分布优化控制技术及力学性能预测模型[D];北京林业大学;2011年
9 孔超;基于数学形态学的木质材料实时无损检测研究[D];东北林业大学;2010年
10 杨亮庆;枫桦圆盘预处理及干燥特性研究[D];东北林业大学;2011年
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1 李华;热电厂能量利用与节能技术改造研究[D];山东科技大学;2010年
2 丁铜伟;强内热源多孔介质条通道流动换热实验技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 方超;木材缺陷的图像检测技术[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 许亮;化学回热器结构设计及性能分析[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 曹和平;增压锅炉过热器动态性能仿真研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 吕安新;薄膜热物性的测试系统研究[D];大连理工大学;2010年
7 刘群燕;人工授力树干杨树应拉木内源激素分布规律及主要木材性质的研究[D];安徽农业大学;2010年
8 李彬彬;冻土带可燃冰成因机理研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
9 刘文会;1025t/h锅炉冷态启动汽包寿命有限元计算[D];长沙理工大学;2010年
10 曹少辉;贵州高墩大跨PC连续刚构桥的温度场分析与温度效应研究[D];长沙理工大学;2010年
【同被引文献】
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1 史孝群,肖久梅,马文江,龚春秀;硅烷偶联剂在聚合物基复合材料增容改性中的应用[J];工程塑料应用;2002年07期
2 胡传坤;高建民;;我国木材热泵除湿干燥研究进展[J];安徽农业科学;2008年27期
3 高明;孙彩云;李桂芬;杨荣杰;;胍类阻燃剂处理木材的热解机理[J];北京工业大学学报;2009年03期
4 张建东;杨凌;曹崇文;;多级顺流干燥中谷物缓苏过程的计算机模拟[J];北京农业工程大学学报;1992年04期
5 贾灿纯;曹崇文;;玉米颗粒内部的二维传热传质过程[J];北京农业工程大学学报;1995年01期
6 杨家驹,程放;微机辅助木材识别系统WIP-89[J];北京林业大学学报;1990年04期
7 王洁瑛,赵广杰,杨琴玲,祈超,饭田生穗;饱水和气干状态杉木的压缩成型及其热处理永久固定[J];北京林业大学学报;2000年01期
8 李文军,赵小矛,田勇臣;木材特种干燥技术的发展现状[J];北京林业大学学报;2000年03期
9 赵广杰;木材的化学流变学——基础构筑及研究现状[J];北京林业大学学报;2001年05期
10 伊松林,张璧光,常建民;马尾松木材浮压干燥过程中的传质传热特性[J];北京林业大学学报;2002年03期
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1 余雁;人工林杉木管胞的纵向力学性质及其主要影响因子研究[D];中国林业科学研究院;2003年
2 卢涛;毛细多孔介质干燥过程中传热传质模型研究及应用[D];大连理工大学;2003年
3 谢拥群;木材碎料对撞流干燥特性的研究[D];北京林业大学;2003年
4 黄志刚;转筒干燥器中颗粒物料流动和传热传质过程的研究[D];中国农业大学;2004年
5 陈志林;陶瓷化复合木材复合方法与性能的基础性研究[D];北京工业大学;2003年
6 李祥飞;混沌优化理论在控制系统设计中的研究[D];中南大学;2003年
7 唐晓淑;热处理变形固定过程中杉木压缩木材的主成分变化及化学应力松弛[D];北京林业大学;2004年
8 高建民;三角枫在干燥过程中诱发变色的研究[D];北京林业大学;2004年
9 吕文华;木材/蒙脱土纳米插层复合材料的制备[D];北京林业大学;2004年
10 左孔天;连续体结构拓扑优化理论与应用研究[D];华中科技大学;2004年
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1 孙耀星;落叶松板材脱脂技术研究[D];东北林业大学;2001年
2 陶斌斌;多孔介质对流干燥传热传质机理的研究及其数值模拟[D];河北工业大学;2004年
3 杨琳;利用微波改善落叶松木材的渗透性[D];东北林业大学;2004年
4 赵西平;小径木水曲柳、柞木和白桦锯材干燥技术的研究[D];东北林业大学;2004年
5 翟辉;微尺度热质输运问题的理论研究[D];哈尔滨工程大学;2004年
6 刘翔;复合材料结构温度场的有限元算法研究以及在面板坝中的应用[D];清华大学;2004年
7 薛凤莲;杉木/钙基蒙脱土复合板材的制备工艺及性能检测[D];北京林业大学;2005年
8 杨敏;微波处理释放木材干燥应力的研究[D];内蒙古农业大学;2005年
9 郑洪连;马尾松板材脱脂、干燥及其对材性的影响[D];南京林业大学;2005年
10 勾锐;小径木落叶松和大青杨锯材干燥特性的研究[D];东北林业大学;2005年
【二级引证文献】
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1 张耀丽;夏金尉;王军锋;;开启木材细胞通道的途径[J];安徽农业大学学报;2011年06期
2 刘志军;张璧光;贺宏奎;;微波干燥过程中木材内蒸汽压力与温度的变化特性[J];北京林业大学学报;2006年06期
3 李贤军;张璧光;李文军;周永东;;木材微波真空干燥过程的数学模拟[J];北京林业大学学报;2008年02期
4 李贤军;蔡智勇;傅峰;周永东;;间歇微波干燥过程中木材内含水率动态分布规律[J];北京林业大学学报;2010年04期
5 ;Fundamental characteristics of microwave explosion pretreatment of wood I. properties of temperature development[J];Forestry Studies in China;2010年01期
6 刘志军;张璧光;芦春莲;;含水率对微波干燥过程中木材内蒸汽压力与温度的影响[J];河北农业大学学报;2007年01期
7 张文辉;;厚木材微波干燥工艺的研究[J];福建林学院学报;2007年04期
8 王丽丽;靳鹏;戴志鹏;王向宇;;微波技术在节能减排方面的应用[J];广州化工;2010年08期
9 王永周;陈美;邓维用;;我国微波干燥技术应用研究进展[J];干燥技术与设备;2008年05期
10 谢拥群;张璧光;;我国木材干燥技术与研究动态[J];干燥技术与设备;2009年04期
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1 李贤军;蔡智勇;傅峰;;微波干燥与常规干燥中木材内含水率动态分布比较[A];“第十四届全国微波能应用学术会议”暨“2009年微波创造美的生活高峰论坛”论文集[C];2009年
2 李贤军;蔡智勇;傅峰;;微波干燥与常规干燥中木材内含水率动态分布比较[A];第二届中国林业学术大会——S11 木材及生物质资源高效增值利用与木材安全论文集[C];2009年
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1 姜卸宏;微化蒙脱土悬浮液的制备及其处理材性能和表征[D];北京林业大学;2011年
2 李斌;有机化蒙脱土改性沥青的制备、性能及其改性机理研究[D];武汉理工大学;2010年
3 黄略略;冻干—真空微波串联联合干燥苹果的保质和节能工艺及模型研究[D];江南大学;2011年
4 孟兆新;木材干燥的多场耦合建模仿真与优化研究[D];东北林业大学;2011年
5 陈立生;基于支持向量机的木材干燥预测控制技术[D];东北林业大学;2011年
6 韩清华;微波真空干燥膨化苹果片的机理及品质研究和设备设计[D];中国农业机械化科学研究院;2007年
7 常佳;木材微波预处理与超声波辅助染色的研究[D];中国林业科学研究院;2009年
8 赵希强;农作物秸秆微波热解实验及机理研究[D];山东大学;2010年
9 于建芳;木材微波干燥热质转移及其数值模拟[D];内蒙古农业大学;2010年
10 程大莉;木基纳米复合材料加工工艺及光催化性能研究[D];南京林业大学;2010年
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1 王万坤;八水氢氧化锶的干燥研究[D];昆明理工大学;2009年
2 卿彦;硅系化合物/木基复合材料制备与性能评价[D];中南林业科技大学;2010年
3 纪勋光;白瓜子微波真空干燥工艺参数优化试验与设备设计[D];黑龙江八一农垦大学;2011年
4 杨雪;木材常规干燥设备进排气系统节能研究[D];东北林业大学;2011年
5 周桥芳;木材对流加热干燥热质迁移规律的研究[D];东北林业大学;2011年
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7 毕武;基于神经网络的木材干燥控制系统研究与设计[D];吉林大学;2011年
8 汪林;蒙脱土/SBS改性沥青的制备与性能研究[D];武汉理工大学;2007年
9 王冠;桑枝屑含水率快速检测方法及检测设备的研究[D];南京林业大学;2007年
10 周志芳;高强度微波处理与干燥对落叶松木材解剖构造和性能的影响[D];东北林业大学;2007年
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6 赵寿岳;木材干燥的自动控制[J];林业科技开发;1997年04期
7 魏俊义,刘少刚,羿宏雷,付琼;木材干燥工艺计算机全自动控制系统[J];林业机械与木工设备;1998年08期
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1 马岩;;中国木材加工机械工业现状及发展趋势[A];中国木材工业可持续发展高层论坛论文集[C];2004年
2 黄安民;王晓旭;杨忠;杨瑶;;近红外光谱应用于杉木木材强度分等的研究[A];第二届中国林业学术大会——S11 木材及生物质资源高效增值利用与木材安全论文集[C];2009年
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6 刘元;彭万喜;吴义强;陈玉芳;;马尾松木材中性脱脂工艺的研究[A];第六届中国功能材料及其应用学术会议论文集(9)[C];2007年
7 李贤军;蔡智勇;傅峰;;微波干燥与常规干燥中木材内含水率动态分布比较[A];第二届中国林业学术大会——S11 木材及生物质资源高效增值利用与木材安全论文集[C];2009年
8 叶克林;龙玲;傅峰;;人工林杉木、杨树木材的性质及强化前景[A];2000年材料科学与工程新进展(上)——2000年中国材料研讨会论文集[C];2000年
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4 马超;越南木材出口订单大增[N];中国绿色时报;2010年
5 记者 韩凤凤;今年木材供销形势将稳步增长[N];中国建材报;2003年
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7 杨勇;俄产木材过埠增值[N];国际经贸消息;2002年
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9 朱江;化学镀铜木材轻质电磁屏蔽复合材料的研究[D];内蒙古农业大学;2009年
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