速生杨木过热蒸汽干燥特性研究
发布时间：2022-01-02 05:20
杨木树干通直、生长速度快、气候适应性强,是我国主要的速生丰产树种。但杨木密度低、强度刚度弱、干燥过程中易发生皱缩等干燥缺陷,干燥时间长,严重制约了杨木锯材的实木高附加值利用。本文以人工林速生杨木为研究对象,采用过热蒸汽对其进行干燥处理,系统研究了温度、含水率、厚度等因素对杨木干燥温湿变化特性、干燥速率、干燥质量、力学强度、吸湿性、微观构造等的影响规律,获得了优化的杨木高效干燥工艺,初步阐述了杨木干燥皱缩的发生机理,理论推导了杨木皱缩发生的临界条件。本文主要研究成果如下:1)揭示了温度对高含水率杨木过热蒸汽干燥特性的影响规律。研究结果表明:干燥温度对杨木过热蒸汽干燥速率和干燥质量的影响显著。随着干燥温度的升高,杨木干燥速率明显增加,干燥皱缩和内裂程度显著增加;杨木锯材的过热蒸汽干燥包含升温预热干燥、恒温恒速干燥和升温减速干燥三个阶段。2)探明了低含水率杨木过热蒸汽干燥特性。研究结果表明:采用过热蒸汽能实现低含水率（20%～50%）杨木的快速干燥,干燥速率提高I108%,干燥锯材未发生皱缩和内裂缺陷;随着过热蒸汽温度的升高,杨木干燥速率加快,当过热蒸汽干燥温度从12℃升至150℃时,其干燥...
【文章来源】：中南林业科技大学湖南省
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．１常压过热蒸汽干燥装置结构简图??Ｆｉｇ．２．１?Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｓｕｐｅｒｈｅａｔｅｄ?ｓｔｅａｍ?ｄｒｙｉｎｇ?ａｎｄ?ｄｅｇｒｅａｓｉｎｇ?ｔｒｅａｔｍｅｎｔ?ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ??
?速牛杨木过热蒸汽＋燥時性研究??图２．２常压过热蒸汽干燥装置?图２．３多通道温度巡检仪??Ｆｉｇ．２．２?Ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ?ｐｒｅｓｓｕｒｅ?ｓｔｅａｍ?Ｆｉｇ．２．３?Ｍｕｌｔｉ－ｃｈａｎｎｅｌ??ｄｒｙｉｎｇ?ｄｅｖｉｃｅ?ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ?ｍｏｎｉｔｏｒ??２．２．３方法与步骤??２．２．３．１试验方法??本章节试验以过热蒸汽干燥温度为试验因素，选定１２０°Ｃ、１３ＣＴＣ、??１４０°Ｃ、１５０°Ｃ四个温度水平对高含水率杨木锯材进行直接过热蒸汽干燥。??同时，以杨木常规干燥材为对照组，具体千燥工艺如表２．１与２．２所示，??系统分析杨木过热蒸汽干燥温度对锯材升温速率、干燥速率及干燥质量??的影响规律。这里需要指出的是，为避免因锯材本身的差异而造成数据??误差，同一因素实验中的不同水平试件应取自同一块新鲜锯材。??表２．丨杨木锯材常规干燥基准表??Ｔａｂ．２．１?Ｔｈｅ?ｃｏｎｄｉｔｉｏｎａｌ?ｄｒｙｉｎｇ?ｓｃｈｅｄｕｌｅ?ｓｔａｎｄａｒｄ?ｔａｂｌｅ?ｆｏｒ?ｐｏｐｌａｒ?ｔｉｍｂｅｒ??含水率／％?干球温度／°Ｃ?干湿球温差／°Ｃ?平衡含水率／％??４０?以上?６０?６?
致??２．２．３．２试验步骤??（１）温度在线采集：在试件侧面的中心位置（图２．４中点３）及距??离试件表面ｌ／８ｈ处（图２．４中点４）分别钻孔，孔深大约３０ｍｍ，孔径要??求１ｍｍ，插入热电偶探针后采用硅胶对探针周围进行密封处理，从而确??保锯材内部温度测定的准确性；热电偶探针接线端则与多通道温度巡检??仪连接，用于监测干燥过程中试件内部温度变化过程；??图２．４热电偶测温钻孔示意图??Ｆｉｇ．２．４?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ?ｍｅａｓｕｒｉｎｇ?ｐｏｓｉｔｉｏｎｓ??（２?）质量在线监测：在试件的侧面距离两端３０ｍｍ处分别打孔（图??２．４中点１，２）后钉入圆头螺钉，并将其用粗线连接后垂直悬挂于质量在??线监测系统上；开始试验前，记录试件的初始质量，且每隔半小时记录??干燥试件的实时质量，用于监测干燥过程中含水率变化过程；??（３）干燥质量检测：根据ＧＢ／Ｔ?６４９１－２０１２《锯材干燥质量》检测方??法采集＋卜彳温度过热蒸汽干燥试件和常规干燥试件厚度上的含水率偏??差，试件表裂、端裂、内裂等可见干燥缺陷数据；皱缩深度（／／）、皱缩??因子（ＣＦ）和体积干缩率（Ｍ）等皱缩缺陷的检测方法参考王與明等Ｍｌ??人的测试方法。测量试件内裂和皱缩时将试件从中部截断
【参考文献】：
期刊论文
[1]我国木材干燥工业现状及发展挑战与对策[J]. 吕泽群. 林产工业. 2018(09)
[2]樟木过热蒸汽干燥工艺初探[J]. 郝晓峰,熊新阳,李贤军,吴义强,郭鑫. 林产工业. 2018(09)
[3]过热蒸汽预处理对50 mm厚杨木锯材常规干燥的影响[J]. 侯俊峰,鲍永泽,周永东. 林业科学. 2018(02)
[4]木材热压干燥研究现状与应用前景[J]. 侯俊峰,周永东. 世界林业研究. 2017(06)
[5]过热蒸汽处理对马尾松木材干燥质量的影响[J]. 韦妍蔷,姜帅成,李昀彦,程曦依,谢杰,李贤军. 木材工业. 2017(06)
[6]速生杨木常规-过热蒸汽干燥特性研究[J]. 李昀彦,韦妍蔷,程曦依,全鹏,李贤军. 林产工业. 2017(10)
[7]马尾松锯材常压过热蒸汽干燥脱脂特性研究[J]. 程曦依,李芸,全鹏,韦妍蔷,李昀彦,熊幸阳,谢杰,李贤军. 中南林业科技大学学报. 2017(06)
[8]杨木干燥研究综述[J]. 陈成,张晓峰. 林业机械与木工设备. 2014(12)
[9]过热蒸汽干燥及应用研究进展[J]. 王学成,张绪坤,马怡光,苏志伟. 农机化研究. 2014(09)
[10]污泥过热蒸汽薄层干燥特性及干燥模型构建[J]. 张绪坤,孙瑞晨,王学成,苏志伟,曹伟. 农业工程学报. 2014(14)
博士论文
[1]柳杉锯材过热蒸汽干燥及传热传质模型构建[D]. 鲍咏泽.中国林业科学研究院 2017
[2]褐煤过热蒸汽气流干燥过程动力学模型研究[D]. 史勇春.山东大学 2012
[3]木材微波—真空干燥特性的研究[D]. 李贤军.北京林业大学 2005
硕士论文
[1]木材多功能高温高压蒸汽处理装置的设计及应用[D]. 康利国.东北林业大学 2011
[2]杨木除湿—常规组合干燥工艺匹配与节能研究[D]. 刘鑫钰.北京林业大学 2010
本文编号：3563555
【文章来源】：中南林业科技大学湖南省
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．１常压过热蒸汽干燥装置结构简图??Ｆｉｇ．２．１?Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｓｕｐｅｒｈｅａｔｅｄ?ｓｔｅａｍ?ｄｒｙｉｎｇ?ａｎｄ?ｄｅｇｒｅａｓｉｎｇ?ｔｒｅａｔｍｅｎｔ?ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ??
?速牛杨木过热蒸汽＋燥時性研究??图２．２常压过热蒸汽干燥装置?图２．３多通道温度巡检仪??Ｆｉｇ．２．２?Ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ?ｐｒｅｓｓｕｒｅ?ｓｔｅａｍ?Ｆｉｇ．２．３?Ｍｕｌｔｉ－ｃｈａｎｎｅｌ??ｄｒｙｉｎｇ?ｄｅｖｉｃｅ?ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ?ｍｏｎｉｔｏｒ??２．２．３方法与步骤??２．２．３．１试验方法??本章节试验以过热蒸汽干燥温度为试验因素，选定１２０°Ｃ、１３ＣＴＣ、??１４０°Ｃ、１５０°Ｃ四个温度水平对高含水率杨木锯材进行直接过热蒸汽干燥。??同时，以杨木常规干燥材为对照组，具体千燥工艺如表２．１与２．２所示，??系统分析杨木过热蒸汽干燥温度对锯材升温速率、干燥速率及干燥质量??的影响规律。这里需要指出的是，为避免因锯材本身的差异而造成数据??误差，同一因素实验中的不同水平试件应取自同一块新鲜锯材。??表２．丨杨木锯材常规干燥基准表??Ｔａｂ．２．１?Ｔｈｅ?ｃｏｎｄｉｔｉｏｎａｌ?ｄｒｙｉｎｇ?ｓｃｈｅｄｕｌｅ?ｓｔａｎｄａｒｄ?ｔａｂｌｅ?ｆｏｒ?ｐｏｐｌａｒ?ｔｉｍｂｅｒ??含水率／％?干球温度／°Ｃ?干湿球温差／°Ｃ?平衡含水率／％??４０?以上?６０?６?
致??２．２．３．２试验步骤??（１）温度在线采集：在试件侧面的中心位置（图２．４中点３）及距??离试件表面ｌ／８ｈ处（图２．４中点４）分别钻孔，孔深大约３０ｍｍ，孔径要??求１ｍｍ，插入热电偶探针后采用硅胶对探针周围进行密封处理，从而确??保锯材内部温度测定的准确性；热电偶探针接线端则与多通道温度巡检??仪连接，用于监测干燥过程中试件内部温度变化过程；??图２．４热电偶测温钻孔示意图??Ｆｉｇ．２．４?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ?ｍｅａｓｕｒｉｎｇ?ｐｏｓｉｔｉｏｎｓ??（２?）质量在线监测：在试件的侧面距离两端３０ｍｍ处分别打孔（图??２．４中点１，２）后钉入圆头螺钉，并将其用粗线连接后垂直悬挂于质量在??线监测系统上；开始试验前，记录试件的初始质量，且每隔半小时记录??干燥试件的实时质量，用于监测干燥过程中含水率变化过程；??（３）干燥质量检测：根据ＧＢ／Ｔ?６４９１－２０１２《锯材干燥质量》检测方??法采集＋卜彳温度过热蒸汽干燥试件和常规干燥试件厚度上的含水率偏??差，试件表裂、端裂、内裂等可见干燥缺陷数据；皱缩深度（／／）、皱缩??因子（ＣＦ）和体积干缩率（Ｍ）等皱缩缺陷的检测方法参考王與明等Ｍｌ??人的测试方法。测量试件内裂和皱缩时将试件从中部截断
【参考文献】：
期刊论文
[1]我国木材干燥工业现状及发展挑战与对策[J]. 吕泽群. 林产工业. 2018(09)
[2]樟木过热蒸汽干燥工艺初探[J]. 郝晓峰,熊新阳,李贤军,吴义强,郭鑫. 林产工业. 2018(09)
[3]过热蒸汽预处理对50 mm厚杨木锯材常规干燥的影响[J]. 侯俊峰,鲍永泽,周永东. 林业科学. 2018(02)
[4]木材热压干燥研究现状与应用前景[J]. 侯俊峰,周永东. 世界林业研究. 2017(06)
[5]过热蒸汽处理对马尾松木材干燥质量的影响[J]. 韦妍蔷,姜帅成,李昀彦,程曦依,谢杰,李贤军. 木材工业. 2017(06)
[6]速生杨木常规-过热蒸汽干燥特性研究[J]. 李昀彦,韦妍蔷,程曦依,全鹏,李贤军. 林产工业. 2017(10)
[7]马尾松锯材常压过热蒸汽干燥脱脂特性研究[J]. 程曦依,李芸,全鹏,韦妍蔷,李昀彦,熊幸阳,谢杰,李贤军. 中南林业科技大学学报. 2017(06)
[8]杨木干燥研究综述[J]. 陈成,张晓峰. 林业机械与木工设备. 2014(12)
[9]过热蒸汽干燥及应用研究进展[J]. 王学成,张绪坤,马怡光,苏志伟. 农机化研究. 2014(09)
[10]污泥过热蒸汽薄层干燥特性及干燥模型构建[J]. 张绪坤,孙瑞晨,王学成,苏志伟,曹伟. 农业工程学报. 2014(14)
博士论文
[1]柳杉锯材过热蒸汽干燥及传热传质模型构建[D]. 鲍咏泽.中国林业科学研究院 2017
[2]褐煤过热蒸汽气流干燥过程动力学模型研究[D]. 史勇春.山东大学 2012
[3]木材微波—真空干燥特性的研究[D]. 李贤军.北京林业大学 2005
硕士论文
[1]木材多功能高温高压蒸汽处理装置的设计及应用[D]. 康利国.东北林业大学 2011
[2]杨木除湿—常规组合干燥工艺匹配与节能研究[D]. 刘鑫钰.北京林业大学 2010
本文编号：3563555
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