一、真空过热蒸汽干燥木材的水分迁移特性（论文文献综述）
王勇,刘颖,贺霞,曹敏,李贤军[1]（2021）在《木材过热蒸汽干燥技术发展》文中认为阐述了过热蒸汽干燥技术研究现状以及干燥特性,并且对木材过热蒸汽干燥和常规干燥进行了对比,最后对木材过热蒸汽干燥技术提出一些建议。
柴豪杰[2]（2020）在《樟子松方材高频真空干燥热质模型及干燥效能提升研究》文中研究指明由于木结构建筑具有天然、低碳环保、环境调控等诸多优点,因此备受人们青睐,需求逐年递增,对用于木结构的大断面构造材的需求相应增大。对这些木材进行高效、高品质干燥已成为迫切需要解决的关键问题。诸多干燥技术中,高频真空干燥技术结合了高频干燥与负压干燥的优点,是这些木材理想的干燥方式。然而,木材高频加热过程中温度分布均匀性差,若操作不当会使其加剧,严重影响干燥质量和效能;高频真空干燥过程中,木材含水率、应变等无法实时在线检测,制约着干燥理论研究的深入和干燥技术研究的发展;此外,需要研究木材适宜的预处理技术,以改善其渗透性、有效抑制干燥开裂、提高高频真空干燥质量和效能。鉴于此,本文以适用于木结构建筑立柱的端面120mm×120mm樟子松（Pinus sylvestris Var.Mongolica Litv.）小径木含髓心方材为试材,以解决上述问题为目标,建立、求解及验证高频真空干燥过程中的传热传质模型,在此基础上对高频加热均匀性改进措施进行探讨、以提升高频加热效能,实现高频真空干燥过程中木材含水率分布变化预测及干燥应变检测,以优化并可靠实施干燥工艺、提升干燥效能;对试材进行干燥前的热湿预处理,以改善渗透性、抑制干燥表裂、提升干燥效能。不仅对优化干燥工艺、提高干燥品质、提升干燥效能意义重大,而且能为干燥过程精准自动控制提供依据。本论文的主要研究内容与结论如下:（1）高频加热干燥相关模型建立求解常用的木材热学、介电性能等参数的检测及含水率和温度对其影响规律解析。对樟子松不同含水率、不同温度下的导热系数,及不同纹理方向、不同含水率下的介电性能参数进行检测,分析含水率、温度及纹理方向对樟子松导热、介电性能的影响。结果表明:导热系数随温度升高、含水率的增大而增大。介电常数随含水率的增大而增大,其中纤维饱和点之下呈指数关系,纤维饱和点之上呈线性关系。分别得到精度较高的导热系数、介电常数关于含水率、温度的回归方程。导热系数计算值与实验值的相关系数为93%;介电常数各回归方程的计算值与实验值的相关系数分别为99.1%、99.5%、99.8%,符合程度良好。（2）高频加热过程中木材内部传热模型及加热均匀性改进研究。利用有限元法建立相关模型,并进行求解、验证及分析;在此基础上,改变模型中极板间距、供电极板面积、介电常数、加热时间、材堆长度和宽度等参数,求解分析各参数对材堆高频加热均匀性的影响;最后提出木材高频加热均匀性改进方案并验证改进效果。结果表明:①模拟与实测温度的均方根误差（RMSE）值的变化范围为0.0074-0.074;对比模拟与实测加热速率的误差分析,干燥前期和后期精度较高,误差在2%-4%之间,在纤维饱和点附近误差为21.8%;整体上模型精度良好,可以很好地预测高频加热过程中木材温度分布变化。②材堆温度分布,在厚度方向上,呈现中心层温度（62℃-70℃）最高,上、下表层温度（50℃-56℃、50℃-55℃）最低;在长度方向上,中心温度（53.5℃-65.4℃）低于两端温度（50.7℃-68.6℃）;在材堆与接地极板间放置一层已干燥的一定厚度薄板,且木材、干薄板、极板间不留间隙;极板面积与材堆水平截面积相同相适、高频连续加热时间控制在5min-15min之间,加热均匀性最佳。③高频加热均匀性改进后,供电与接地极板间的电磁场分布均匀性、材堆加热均匀性都明显提高,试材中心位置与长度、宽度、厚度方向的温差分别缩小7.6℃、1.7℃、3.4℃,温度分布更加均匀,加热效果更为理想。（3）高频真空干燥过程中木材传质模型研究。基于BP（Back Propagation）神经网络算法,利用实时在线测量的数据构建模型,把干燥时间、测点位置和木材内部温度、水蒸气压力作为BP神经网络模型的输入量,预测干燥过程中木材含水率的变化。结果表明:模型结构为4-6-1（输入层-隐含层-输出层）,训练样本的决定系数R2和均方差分别为0.974和0.07355,说明神经网络模型具有较好的泛化能力。与实验值进行对比,预测值基本符合实验值的变化规律和大小,误差分布在2%左右,沿试材厚度方向上含水率各测点预测误差分布在2%之内,表明BP神经网络模型能够对高频真空干燥过程中木材含水率的变化进行仿真预测。（4）高频真空干燥过程中木材应变分布及变化研究。结果表明:①数字图像相关（DIC）技术与传统应变测量手段相比,测量精度可提高1.7%-5.3%,能够设置于改装后的高频真空干燥设备,实现干燥过程中木材应变的在线监测。②弦径向干缩率随含水率下降而增大,干燥后期,相同含水率时弦向干缩率近似于径向的2倍。③干燥前期,应变较小且分布比较均匀;干燥后期,受年轮、早晚材材质差异的影响,径向分布比弦向更分散;径向分布呈两端为压缩应变,中心部位为拉伸应变;弦向分布呈左侧为拉伸应变,右侧为压缩应变。（5）热湿预处理对木材高频真空干燥效能影响的研究。在高频真空干燥前,分别对试材进行饱和湿空气、常压饱和蒸汽软化处理及继后变定处理（在软化状态拉应力下产生拉伸塑化变定即拉伸机械吸附蠕变,相应产生应力松弛,进而抑制开裂）,探讨软化处理及变定处理对含水率分布、干燥速率、干燥开裂以及干燥应变的影响规律。结果表明:①饱和湿空气及常压饱和蒸汽软化处理使得试材初含水率降低2.6%-6%;含水率分布更加均匀,干燥后试材横断面含水率偏差,素材为2%,预处理材小于1%;干燥速率提高,素材、饱和湿空气处理材及常压饱和蒸汽处理材的干燥速率分别为0.268%/h、0.333%/h和0.398%/h;该方法能降低试材干燥应变,减少试材开裂,但不能完全抑制开裂。②继软化处理后的变定处理可以在适当的工艺条件下抑制表面开裂,有效改善樟子松试材的干燥质量;对比分析不同预处理工艺的干燥质量,得到较适宜处理工艺为:90℃饱和湿空气软化处理12h后,干球温度120℃、湿球温度90℃条件下变定处理8h。
李金朋[3]（2020）在《小径桉木半剖材汽蒸预处理特性研究及干燥模型的构建》文中研究表明当前的资源形势下,小径木材的高效利用是缓和并解决我国林木资源紧缺现状的一种有效手段,然而小径木材生长应力大,易开裂等缺陷使其综合利用率较低。研究表明,汽蒸预处理技术是提高木材干燥质量的重要手段,因此本文以小径桉木半剖材为研究对象,探究小径桉木半剖材初含水率,以及汽蒸预处理温度对汽蒸预处理效果,常规干燥过程的干燥质量,以及干燥速率的影响,并确定一种优化的小径桉木半剖材汽蒸预处理-常规干燥工艺。并以含水率调制过程中,汽蒸预处理后,以及常规干燥过程中产生的可见缺陷为主要评价指标,结合试材在汽蒸预处理过程中的温度场分析,微观结构分析,化学成分及含量分析,以及各个阶段的函数模型分析等分析手段进行进一步探究,得出主要结论如下:（1）将小径桉木半剖材从平均初含水率110.7%调至含水率30%左右的过程中,耗时约1300h,并得到了干燥质量较优的调制终含水率为55%;回归了含水率调制过程中对流传质系数与时间的关系模型,模型拟合效果较好,对含水率调制过程中含水率的计算和预测提供参考意义。k=2.4851252×10-8-0.00024987519/τ0.5+0.24163405ln（τ）/τ+1089.34/τ+505.30113/τ1.5-22620.8471nτ/τ2+178511.26/τ2（2）分析了不同预处理条件下试材的温度场变化情况,得到了在汽蒸预处理过程中,小径桉木半剖材温度场变化的S型函数模型,回归了小径桉木半剖材预热时间模型,拟合了试材不同位置的升温模型,模型拟合效果较好。S型函数模型:T=A1+A2-A1/1+10（A3-t）p,t≤350min预热时间模型:T预=1216.67144-81.62157r+2.2314r2-0.02564r3+1.0722×10-4r4升温模型:T位=（a+ct+es+gt2+is2+kts）/（1+bt+ds+ft2+hs2+jts）（3）100℃、120℃汽蒸预处理可使纹孔膜发生破裂;汽蒸预处理温度为100℃时,初含水率55%、40%的试材与对照组相比,其苯-醇溶液抽提物含量同比下降了 50.57%,44.85%,热水抽提物含量同比下降了 30.48%,27.57%。（4）利用确定的小径桉木半剖材的干燥基准,得到了优化的“含水率调制-汽蒸预处理-常规干燥”工艺参数为MC=55%,T=100℃;回归了“含水率-时间-汽蒸预处理温度”的三维模型,以及半剖材干燥速率变化的S型函数模型,拟合效果较好。三维模型:MC55=-68.762849+143.77953ln（t）-34.692883（ln（t））2+2.5434001（ln（t））3-0.01357072（ln（t））4-2.508168×10-5（ln（t））5-1.2643103T+0.0059979661T2 S型函数模型:V=A+（B-A）/（1+10（t+C）/D）（5）在本试验条件下,当汽蒸预处理温度为80℃、100℃和120℃时,初含水率为55%的小径桉木半剖材,干燥至终含水率9%左右的平均干燥速率分别为0.10%/h、0.12%/h 和 0.11%/h。
章国强[4]（2020）在《人工林柚木过热蒸汽干燥水热迁移机理研究》文中研究说明过热蒸汽干燥可用于木材领域易干材的全程干燥和难干材后半程干燥,可显着提升木材干燥效率,降低干燥能耗,减少尾气废气排放;同时也可优化干燥后木材部分物理力学性能。本文则是以人工林柚木中小径级的间伐材为研究对象,探究其全含水率域快速干燥方法,探明其干燥过程中水分与热量迁移机制,解构其水热耦合规律,量化温度及水分对过热蒸汽干燥影响规律,获得过热蒸汽干燥木材水热迁移数学模型,为优化过热蒸汽干燥工艺提供理论基础。基于以上的研究内容,本文得出以下几方面结论:（1）系统对比了中小径级柚木与成熟柚木区别:宏观结构上幼龄材文理美观性较成熟材差、颜色浅、年轮宽、油脂不丰富;物理力学方面,全干密度较成熟材下降25.3%,全干材体积干缩率较成熟材增加22.8%,顺纹抗压强度较成熟材下降19.5%,抗弯强度降低20.5%,抗弯弹性模量降低15.2%;在微观构造上中小径级间伐材柚木在纤维长度、纤维宽度、纤维长宽比、纤维双壁厚、纤维壁腔较成熟材柚木分别减小了6.0%、4.9%、6.0%、3.6%及10.3%;在化学组分上,中小径级间伐材柚木的纤维素较成熟材降低8.1%,木质素增加4.1%,半纤维素增加4.6%,苯乙醇、1%Nao H及冷水抽提物分别增加11.5%、5.4%及10.1%;在干燥特性方面,中小径级间伐材柚木属于较难干材树种。（2）利用X剖面密度仪获得了过热蒸汽干燥的纵向、径向及弦向三个方向的水分迁移时空分布规律,结果表明:常规干燥在含水率30%时进入减速干燥阶段,而过热蒸汽干燥三个不同方向试件进入减速干燥阶段含水率转换点分别为15%、20%及25%,干燥效率较常规干燥高50-70%;30mm厚径切板和弦切板含水率呈驼峰式分布,初含水率30%弦切板含水率最大差异可达72.01%,径切板最大差异可达70.61%,对干燥影响较大;采用等效扩散系数表征自由水渗流与吸着水扩散,基于遗传算法结合实验数据反算柚木三个方向上等效扩散系数,其中纵向等效扩散系数为:D7)=9.68×10-9(24-2.25×10-9(23+3.46×10-11(22-1.00×10-8(2+9.81×10-9,径向等效扩散系数为:D7)=9.79×10-10(24-6.49×10-11(23+1.84×10-10(22-9.97×10-10(2+4.73×10-10;弦向等效扩散系数为:D7)=1.00×10-9(24-2.63×10-13(23+2.36×10-10(22-1.00×10-9(2+5.24×10-10。（3）利用智能数字压机及温度在线采集系统研究第一边界条件下不同初含水率的柚木升温曲线,其升温过程可大致分为两个阶段,即快速线性升温阶段与减速非线性升温阶段,快速线性升温阶段升温速率是减速非线性升温阶段5-8倍;木材内部温度呈现u型深沟式分布,在120℃情况下,加热初期其内部温差可达70℃,巨大的温差会导致木材产生较大热应力,随着加热时间增加,试件整体温差减小,深沟逐渐消失。利用过热蒸汽干燥时前期升温速率不可太大,要缓慢升温降低木材表层及内部温度梯度,让木材均匀热透,以免产生不必要干燥缺陷;利用乘幂函数来表征含水率及温度对柚木导热系数的影响规律,结合遗传算法推导了木材等效导热系数,结果表明:木材等效导热随着含水率含水率增加逐渐降低,随着温度升高而增加,其函数形式为=(-2.591×10-8W2+2.648×10-8W+3.249×10-9)（0.546W2-0.834W+3.760）。（4）从数学角度上出发简化水分迁移控制方程,并结合第三章及第四章的推导的水分等效扩散系数及热量等效导热系数,构建了了带有移动界面的木材过热蒸汽干燥数学模型,结果表明:采用过热蒸汽干燥柚木时,建议前期预热至85℃以上,后采用110-140℃梯度升温进行干燥,当木材平均含水率达到19%左右时降低过热蒸汽温度,利用湿热耦合效应释放柚木干燥应力,后期提升过热蒸汽温度加快干燥速度,模型预测的温度及平均含水率曲线与实验数据拟合较好;所构建界面蒸发率与体积蒸发率模型可以定量表征移动的水分蒸发界面,预测木材干燥过程中任意位置的温度、含水率、界面蒸发率、体积蒸发率、水蒸气密度及相对湿度的动态变化规律,定量表征木材过热蒸汽过程中最大应力临界含水率,为优化不同树种过热蒸汽干燥工艺提供理论基础。
韩维娜[5]（2020）在《基于神经网络的木材干燥质量预测应用研究》文中研究表明木材干燥作为木材加工过程中的重要环节,可以改善木材物理性能、保证木材品质、降低运输成本、提高抗腐蚀能力。干燥后的木材产品质量对木材的利用率有着直接影响,因此对干燥后的木材质量进行预测和研究,对我国木材工业的发展和资源型国家建设具有重要的现实意义。为了深入研究干燥后的木材质量问题,针对木材质量的评价标准:木材含水率和木材应力,采用神经网络和支持向量机对木材干燥后的含水率和等级进行预测。论文做出如下工作:首先,对木材干燥工艺和干燥过程的机理进行研究分析,确定木材干燥目的、要求和干燥基准,研究空气温湿度等参数对木材干燥的影响。根据木材干燥过程的机理,确定水分迁移模型和热传导模型。进行六组不同条件的干燥实验,记录干燥过程和采集干燥数据,并将数据归纳整理到数据库,用于下一步研究。其次,对干燥后的木材含水率进行研究。引入反向传播神经网络和径向基神经网络,将木材干燥前后重量（kg）、初始含水量和密度（kg/m3）作为输入,分别采用BP神经网络和RBF神经网络对木材的含水率进行预测,绘制概率密度分布曲线。通过实验对比,发现径向基神经网络可以得出更好的预测效果。然后,对木材干燥质量等级进行研究。在含水率合格的情况下,木材干燥等级由木材应力产生的经度变化决定,具体评价标准是根据加拿大国家木材等级评分规则确定的。利用支持向量机和概率神经网络,将干燥前的木材含水率、密度（kg/m3）和弯曲（mm）作为输入,分别建立预测模型来预测木材干燥等级。通过预测结果可以发现概率神经网络对木材干燥等级预测具有更大的优势。最后,通过MATLAB GUI可视化界面对木材干燥质量预测仿真平台进行设计,包括仿真页面布局和回调函数程序编写。将训练好的网络模型进行保存,设计一个基于神经网络的木材干燥质量预测仿真界面。直接将整个干燥窑的数据输入进去,便可以预测出含水率概率密度曲线和木材等级。使神经网络预测木材干燥模型可以应用于实际的木材干燥质量预测中,同时操作方便、便于直接观察,从而实现人机交互。
侯俊峰[6]（2019）在《杨木锯材周期式热压干燥工艺及其传热传质机理》文中提出为揭示热压干燥过程中木材内部水分状态及水分压力的变化规律,以及对传热传质的影响机制,以毛白杨（Populus towentosa）锯材为研究对象,采用温度-压力集成探针测试分析了周期式热压干燥过程中木材内部水分压力和温度的变化规律,分析了热压干燥过程中木材内部水分状态及迁移规律,进而优化了木材热压干燥工艺;构建了含水分压力项的木材热压干燥传热传质模型并进行了数值求解与验证,为实现木材热压干燥过程精准控制提供理论依据。在木材初含水率为50%～70%,热压板温度为120～180℃的试验条件下,得到的主要结论如下:（1）研究了热压干燥过程中木材内部水分状态及迁移规律。①热压板闭合期间,升温阶段,含水率高于纤维饱和点的木材内部水分压力高于大气压;木材表面到中心形成了过热蒸汽-饱和蒸汽-液态水的水分状态分布。当含水率低于纤维饱和点时,木材表面到中心形成了不同过热度的过热蒸汽分布。②热压板打开期间,内部水蒸气在木材与大气环境间的压力差驱动下从表面迁出,导致含水率降低,这是周期式热压干燥木材内部水分迁移的主要方式。（2）基于木材内部水分压力对干燥效率的影响,优化了木材热压干燥工艺。25 mm厚杨木锯材热压干燥优化工艺为:预热阶段,热压板温度为140℃、闭合时间为14.0 min、打开时间为1.5 min;含水率高于30%阶段,热压板温度为140℃、闭合时间为11.5 min、打开时间为2.0 min;含水率在20%～30%阶段,热压板温度为150℃、闭合时间为7.5 min、打开时间为2.0min;含水率在6%～20%阶段,热压板温度为160℃、闭合时间为8.5 min、打开时间为2.0 min。优化工艺较传统工艺干燥效率提高了 104.90%。（3）分析了热压干燥对木材尺寸稳定性的影响。与气干材相比,热压干燥杨木的弦向和体积湿胀率分别减少了 56.15%和28.87%,弦向和体积干缩率分别减少了55.45%和37.06%,而径向湿胀和干缩率分别增大了 36.00%和14.58%。与气干材弦径向湿胀比（2.60）和弦径向干缩比（2.29）相比,热压干燥木材弦径向湿胀比（0.84）和弦径向干缩比（0.89）分别降低了 67.69%和61.14%。热压干燥降低了木材尺寸变化的各向异性,提高了木材尺寸稳定性。（4）构建并验证了含水分压力项的热压干燥木材传热传质模型。检测分析了热压干燥木材内部水分压力场、温度场和含水率场的分布规律。构建了含水分压力项的传热与传质数学模型。利用有限差分法及MATLAB软件程序,对构建的木材热压干燥传热传质模型进行数值求解与验证。结果表明:①依模型预测的热压干燥木材含水率值和实测值较好地吻合。②与不含水分压力项的传统传热模型相比,含有水分压力项的传热模型预测的木材温度值更接近于实测值。
高志强[7]（2019）在《木材层状压缩可控性机理及其变形固定研究》文中指出木材压缩密实化是人工林速生木材性能改良和高附加值利用的绿色改性方法。探讨压缩密实化过程中木材内部含水率和温度分布规律对压缩层位置、厚度选择性控制的作用机制,研究压缩木材后期变形固定新方法及其机理,可以有效降低压缩过程中木材材积的损耗率、提高压缩木材的产品质量,为人工林速生木材高效益、高性能加工利用提供科学指导,具有重要的理论意义和实际应用价值。本研究采用毛白杨（Populus tomentosa）人工林速生木材作为试验材料,研究了180℃预热处理过程中木材内部含水率和温度分布规律并建立了相应的模型,探讨了无定型高聚物玻璃化转变和屈服应力的湿热响应规律;根据木材内部的湿热分布规律,通过调控浸水时间、压缩量、预热时间和压机闭合时间实现了压缩层厚度和位置的选择性控制并分析了可控性机理;采用180℃常压和0.3 MPa过热蒸汽对压缩木材进行了变形固定处理,对比了常压和0.3 MPa过热蒸汽处理对压缩木材的变形固定效果,探讨了过热蒸汽处理前后压缩木材主成分和微观结构变化及其对变形固定的作用,测定分析了压缩木材物理、力学性能的变化规律。本论文的主要研究结论如下:（1）预热处理过程中,随着预热时间的延长木材内部峰值含水率沿着厚度方向按幂函数y=0.7616x0.3645由木材表面向中心层移动,峰值含水率逐渐降低。当预热时间为120s时峰值含水率由木材表面向中心层移动了 4.00mm左右,峰值含水率由27.16%下降至15.82%。同时,预热处理过程中木材内部温度分布表现为内低外高的趋势,随着预热时间延长至600 s,表层和中心层的温差由90℃逐渐降低至60℃左右。（2）通过预热时间对木材含水率分布的调控,层状压缩木材压缩层形成位置随着预热时间在木材厚度方向上按幂函数y=0.0845x0.6869由木材表面向中心层移动,压缩层形成位置与峰值含水率位置间呈现显着的线性相关关系,其决定系数为0.99。压缩层平均气干密度为0.69～0.89 g/Cm3之间,未压缩层平均气干密度仍然保持在0.44 g/cm3左右。通过压缩量和湿热分布的调控,表层压缩木材的压缩层厚度逐渐增加,压缩量为2～18 mm时,压缩层厚度可以控制在3.01～14.51mm左右。（3）基于木材屈服应力对湿热的响应规律,通过调控木材内部的含水率和温度分布梯度,细胞壁内无定型高聚物在水分塑化作用和温度热作用的双重影响下,木材内部形成了分层软化效应。预热处理初期这种分层软化效应表现为木材表层和中心层的屈服应力分别为1.50 MPa和5.96 MPa左右,形成的屈服应力差达到4.46 MPa。（4）压缩量增加表层压缩木材的变形回复率降低,压缩量18mm时压缩木材吸湿、吸水回复率比压缩2 mm降低了 7.26%和19.8%。蒸汽压力可以显着降低压缩木材变形回复率,180℃、0.3MPa过热蒸汽处理2h后,压缩木材平均吸湿、吸水回复率由12.92%和62.16%分别显着降低至1.48%和13.06%,而且方差分析表明压缩量对回复率的影响差异不显着。同时,过热蒸汽处理前后压缩木材的抗弯弹性模量、抗弯强度、抗压强度和硬度差异不显着。其中,过热蒸汽处理后压缩木材（压缩量为10 mm）的抗弯弹性模量、抗弯强度、硬度和表面硬度比对照材分别提高了 52.59、36.44、122.03 和 129.61%。（5）压缩处理引起木材细胞壁产生微裂隙等微观变化,为过热蒸汽处理过程中高温蒸汽的扩散提供了有效通道。过热蒸汽处理过程中,压缩木材表面的疏水性提高,蒸馏水初始接触角由103°增加至136°。木材内半纤维素发生脱乙酰化反应,产生的醋酸催化了半纤维素降解为低聚糖,减少了强吸湿性基团的数量;纤维素的相对结晶度由53.75%增加至58.07%,结晶区微纤丝发生重排和有序化取向,结晶区宽度由2.83 nm增加至3.90 nm。
侯俊峰[8]（2019）在《杨木锯材周期式热压干燥工艺及其传热传质机理》文中指出为揭示热压干燥过程中木材内部水分状态及水分压力的变化规律,以及对传热传质的影响机制,以毛白杨（Populus tomentosa）锯材为研究对象,采用温度-压力集成探针测试分析了周期式热压干燥过程中木材内部水分压力和温度的变化规律,分析了热压干燥过程中木材内部水分状态及迁移规律,进而优化了木材热压干燥工艺;构建了含水分压力项的木材热压干燥传热传质模型并进行了数值求解与验证,为实现木材热压干燥过程精准控制提供理论依据。在木材初含水率为50%～70%,热压板温度为120～180℃的试验条件下,得到的主要结论如下:（1）研究了热压干燥过程中木材内部水分状态及迁移规律。（1）热压板闭合期间,升温阶段,含水率高于纤维饱和点的木材内部水分压力高于大气压;木材表面到中心形成了过热蒸汽-饱和蒸汽-液态水的水分状态分布。当含水率低于纤维饱和点时,木材表面到中心形成了不同过热度的过热蒸汽分布。（2）热压板打开期间,内部水蒸气在木材与大气环境间的压力差驱动下从表面迁出,导致含水率降低,这是周期式热压干燥木材内部水分迁移的主要方式。（2）基于木材内部水分压力对干燥效率的影响,优化了木材热压干燥工艺。25mm厚杨木锯材热压干燥优化工艺为:预热阶段,热压板温度为140℃、闭合时间为14.0 min、打开时间为1.5 min;含水率高于30%阶段,热压板温度为140℃、闭合时间为11.5 min、打开时间为2.0 min;含水率在20%～30%阶段,热压板温度为150℃、闭合时间为7.5 min、打开时间为2.0 min;含水率在6%～20%阶段,热压板温度为160℃、闭合时间为8.5 min、打开时间为2.0 min。优化工艺较传统工艺干燥效率提高了104.90%。（3）分析了热压干燥对木材尺寸稳定性的影响。与气干材相比,热压干燥杨木的弦向和体积湿胀率分别减少了56.15%和28.87%,弦向和体积干缩率分别减少了55.45%和37.06%,而径向湿胀和干缩率分别增大了36.00%和14.58%。与气干材弦径向湿胀比（2.60）和弦径向干缩比（2.29）相比,热压干燥木材弦径向湿胀比（0.84）和弦径向干缩比（0.89）分别降低了67.69%和61.14%。热压干燥降低了木材尺寸变化的各向异性,提高了木材尺寸稳定性。（4）构建并验证了含水分压力项的热压干燥木材传热传质模型。检测分析了热压干燥木材内部水分压力场、温度场和含水率场的分布规律。构建了含水分压力项的传热与传质数学模型。利用有限差分法及MATLAB软件程序,对构建的木材热压干燥传热传质模型进行数值求解与验证。结果表明:（1）依模型预测的热压干燥木材含水率值和实测值较好地吻合。（2）与不含水分压力项的传统传热模型相比,含有水分压力项的传热模型预测的木材温度值更接近于实测值。
韦妍蔷[9]（2019）在《速生杨木过热蒸汽干燥特性研究》文中研究指明杨木树干通直、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着。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着增加;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,其干燥速率提高了46%;随着锯材厚度的增加,干燥速率整体呈降低趋势;优化的杨木过热蒸汽干燥工艺为:采用常规干燥将高含水率杨木干燥至含水率为30%左右,再用130℃的过热蒸汽对其进行干燥处理,干燥至含水率为10%左右。3)探明了低含水率杨木过热蒸汽干燥处理对杨木物理力学性能和微观构造的影响规律。研究结果表明:与常规干燥对照材相比,过热蒸汽干燥材的横纹抗压强度增加10%～20%左右,当过热蒸汽干燥温度从120℃升至150℃时,其横纹抗压强度增加了5%～10%左右,过热蒸汽干燥温度对横纹抗压强度的影响不显着;过热蒸汽干燥对杨木吸湿吸水性和尺寸稳定性的影响不明显,其变化幅度在11%以内;过热蒸汽干燥对杨木细胞形状的变化影响不明显,但对杨木细胞纹孔膜有破坏作用。4)初步阐述了杨木过热蒸汽干燥的皱缩机理。研究结果表明:干燥过程中影响杨木皱缩主要体现在两方面。一方面,胶质纤维的壁层结构与导管中的侵填体会导致杨木细胞渗透性较差,干燥过程在毛细管力作用下易形成真空负压区:另一方面,干燥过程中水热协同作用会导致细胞壁中木质素软化,造成细胞壁强度降低。正是这两方面的共同作用,在高含水率状态下,使得过热蒸汽干燥较常规干燥发生皱缩的毛细管半径临界值提高了19%。
高志强[10]（2019）在《木材层状压缩可控性机理及其变形固定研究》文中研究指明木材压缩密实化是人工林速生木材性能改良和高附加值利用的绿色改性方法。探讨压缩密实化过程中木材内部含水率和温度分布规律对压缩层位置、厚度选择性控制的作用机制,研究压缩木材后期变形固定新方法及其机理,可以有效降低压缩过程中木材材积的损耗率、提高压缩木材的产品质量,为人工林速生木材高效益、高性能加工利用提供科学指导,具有重要的理论意义和实际应用价值。本研究采用毛白杨（Populus tomentosa）人工林速生木材作为试验材料,研究了180℃预热处理过程中木材内部含水率和温度分布规律并建立了相应的模型,探讨了无定型高聚物玻璃化转变和屈服应力的湿热响应规律;根据木材内部的湿热分布规律,通过调控浸水时间、压缩量、预热时间和压机闭合时间实现了压缩层厚度和位置的选择性控制并分析了可控性机理;采用180℃常压和0.3 MPa过热蒸汽对压缩木材进行了变形固定处理,对比了常压和0.3 MPa过热蒸汽处理对压缩木材的变形固定效果,探讨了过热蒸汽处理前后压缩木材主成分和微观结构变化及其对变形固定的作用,测定分析了压缩木材物理、力学性能的变化规律。本论文的主要研究结论如下:（1）预热处理过程中,随着预热时间的延长木材内部峰值含水率沿着厚度方向按幂函数由木材表面向中心层移动,峰值含水率逐渐降低。当预热时间为120 s时峰值含水率由木材表面向中心层移动了4.00 mm左右,峰值含水率由27.16%下降至15.82%。同时,预热处理过程中木材内部温度分布表现为内低外高的趋势,随着预热时间延长至600 s,表层和中心层的温差由90℃逐渐降低至60℃左右。（2）通过预热时间对木材含水率分布的调控,层状压缩木材压缩层形成位置随着预热时间在木材厚度方向上按幂函数由木材表面向中心层移动,压缩层形成位置与峰值含水率位置间呈现显着的线性相关关系,其决定系数为0.99。压缩层平均气干密度为0.69～0.89 g/cm3之间,未压缩层平均气干密度仍然保持在0.44g/cm3左右。通过压缩量和湿热分布的调控,表层压缩木材的压缩层厚度逐渐增加,压缩量为2～18 mm时,压缩层厚度可以控制在3.01～14.51mm左右。（3）基于木材屈服应力对湿热的响应规律,通过调控木材内部的含水率和温度分布梯度,细胞壁内无定型高聚物在水分塑化作用和温度热作用的双重影响下,木材内部形成了分层软化效应。预热处理初期这种分层软化效应表现为木材表层和中心层的屈服应力分别为1.50 MPa和5.96 MPa左右,形成的屈服应力差达到4.46 MPa。（4）压缩量增加表层压缩木材的变形回复率降低,压缩量18 mm时压缩木材吸湿、吸水回复率比压缩2 mm降低了7.26%和19.8%。蒸汽压力可以显着降低压缩木材变形回复率,180℃、0.3 MPa过热蒸汽处理2 h后,压缩木材平均吸湿、吸水回复率由12.92%和62.16%分别显着降低至1.48%和13.06%,而且方差分析表明压缩量对回复率的影响差异不显着。同时,过热蒸汽处理前后压缩木材的抗弯弹性模量、抗弯强度、抗压强度和硬度差异不显着。其中,过热蒸汽处理后压缩木材（压缩量为10 mm）的抗弯弹性模量、抗弯强度、硬度和表面硬度比对照材分别提高了52.59、36.44、122.03和129.61%。（5）压缩处理引起木材细胞壁产生微裂隙等微观变化,为过热蒸汽处理过程中高温蒸汽的扩散提供了有效通道。过热蒸汽处理过程中,压缩木材表面的疏水性提高,蒸馏水初始接触角由103o增加至136o。木材内半纤维素发生脱乙酰化反应,产生的醋酸催化了半纤维素降解为低聚糖,减少了强吸湿性基团的数量;纤维素的相对结晶度由53.75%增加至58.07%,结晶区微纤丝发生重排和有序化取向,结晶区宽度由2.83nm增加至3.90 nm。
二、真空过热蒸汽干燥木材的水分迁移特性（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、真空过热蒸汽干燥木材的水分迁移特性（论文提纲范文）
（1）木材过热蒸汽干燥技术发展（论文提纲范文）
| 1 过热蒸汽干燥简介 |
| 2 木材过热蒸汽干燥研究进展 |
| 3 木材过热蒸汽干燥原理 |
| 4 结论与展望 |
（2）樟子松方材高频真空干燥热质模型及干燥效能提升研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题背景 |
| 1.2 高频真空干燥特点及影响木材高频真空干燥效能的问题 |
| 1.2.1 高频真空干燥特点 |
| 1.2.2 高频真空干燥优点 |
| 1.2.3 高频真空干燥过程中基本操作 |
| 1.2.4 影响木材高频真空干燥效能的问题 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 高频加热温度场研究现状 |
| 1.3.2 含水率检测研究现状 |
| 1.3.3 干燥应力应变研究现状 |
| 1.3.4 预处理工艺研究现状 |
| 1.4 本文的研究目的意义 |
| 1.5 本文的主要研究内容 |
| 1.6 本研究的技术路线 |
| 1.7 本文的主要创新点 |
| 2 樟子松导热及介电性能参数检测及分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 材料和方法 |
| 2.2.1 樟子松导热系数检测 |
| 2.2.2 樟子松介电参数检测 |
| 2.3 结果与分析 |
| 2.3.1 樟子松导热系数检测结果及分析 |
| 2.3.2 樟子松介电参数检测结果及分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 高频加热过程中木材内部传热模型及加热均匀性研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 材料和方法 |
| 3.2.1 高频加热木材内温度场仿真模型构建 |
| 3.2.2 高频加热木材内温度场仿真模型验证 |
| 3.2.3 木材高频加热均匀性研究 |
| 3.2.4 木材高频加热均匀性改进方案及验证 |
| 3.3 结果和讨论 |
| 3.3.1 木材高频加热温度场模型验证 |
| 3.3.2 木材高频加热均匀性研究 |
| 3.3.3 木材高频加热均匀性改进方案及验证 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 高频真空干燥过程中木材传质模型研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 材料和方法 |
| 4.2.1 木材内部温度、水蒸气压力分布在线检测 |
| 4.2.2 BP神经网络模型 |
| 4.3 结果和讨论 |
| 4.3.1 隐藏层节点数的确定 |
| 4.3.2 模型性能分析 |
| 4.3.3 含水率变化预测分析 |
| 4.3.4 分层含水率预测误差分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 基于DIC技术的木材高频真空干燥应变检测及分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 材料和方法 |
| 5.2.1 DIC技术检测木材干燥应变的可行性研究 |
| 5.2.2 基于DIC技术的木材高频真空干燥应变检测研究 |
| 5.3 结果和讨论 |
| 5.3.1 DIC技术检测木材干燥应变的可行性研究 |
| 5.3.2 基于DIC技术的木材高频真空干燥应变检测及分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 木材热湿预处理对其高频真空干燥效能影响的研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 饱和湿空气及蒸汽预处理对木材高频真空干燥效能影响的研究 |
| 6.2.1 材料和方法 |
| 6.2.2 结果和讨论 |
| 6.2.3 小结 |
| 6.3 变定处理对木材高频真空干燥效能影响的研究 |
| 6.3.1 材料和方法 |
| 6.3.2 结果和讨论 |
| 6.3.3 小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
| 东北林业大学博士学位论文修改情况确认表 |
（3）小径桉木半剖材汽蒸预处理特性研究及干燥模型的构建（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 我国森林资源现状 |
| 1.2 小径桉木资源及利用现状 |
| 1.2.1 桉树资源现状 |
| 1.2.2 小径桉木资源利用现状 |
| 1.3 国内外木材改性研究现状 |
| 1.3.1 木材的热改性 |
| 1.3.2 木材的化学改性 |
| 1.3.3 木材的塑合改性 |
| 1.3.4 木材的浸渍改性 |
| 1.4 国内外木材干燥研究现状 |
| 1.4.1 常规干燥 |
| 1.4.2 气干-常规干燥联合工艺 |
| 1.4.3 高温干燥 |
| 1.4.4 过热蒸汽干燥 |
| 1.4.5 真空高频干燥 |
| 1.5 国内外木材汽蒸预处理研究现状 |
| 1.6 研究目的与意义 |
| 1.7 研究内容 |
| 2 小径桉木半剖材含水率调制过程及理论模型 |
| 2.1 试验材料准备 |
| 2.2 仪器设备 |
| 2.3 试验方法 |
| 2.3.1 含水率调制过程的终含水率设置及试验记录方式 |
| 2.3.2 缺陷统计 |
| 2.4 试验结果 |
| 2.4.1 调制过程中的含水率变化 |
| 2.4.2 调制过程中含水率下降的理论模型 |
| 2.4.3 调制过程中产生的干燥缺陷 |
| 2.4.4 调制终含水率对干燥缺陷的影响 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 汽蒸预处理过程中小径桉木半剖材温度场的变化及模拟 |
| 3.1 试验材料与设备 |
| 3.2 试验方法 |
| 3.2.1 汽蒸预处理工艺条件 |
| 3.2.2 汽蒸预处理温度场的记录 |
| 3.2.3 缺陷统计 |
| 3.3 试验结果 |
| 3.3.1 汽蒸预处理过程中的温度场 |
| 3.3.2 汽蒸预处理过程中的理论模型 |
| 3.3.3 汽蒸预处理过程中的含水率变化 |
| 3.3.4 汽蒸预处理过程中产生的干燥缺陷 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 汽蒸预处理对小径桉木半剖材微观构造及化学成分的影响 |
| 4.1 试验材料与设备 |
| 4.2 试验方法 |
| 4.2.1 木材细胞微观结构的观察 |
| 4.2.2 木粉试样的制备 |
| 4.2.3 抽提物含量及成分分析 |
| 4.2.4 化学组分测定 |
| 4.3 试验结果 |
| 4.3.1 微观结构变化 |
| 4.3.2 抽提物含量及成分分析 |
| 4.3.3 化学组分分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 汽蒸预处理对干燥质量与速率的影响 |
| 5.1 试验材料与设备 |
| 5.2 试验方法 |
| 5.2.1 干燥基准的选用 |
| 5.2.2 缺陷统计 |
| 5.2.3 干燥速率的测定与对比 |
| 5.3 试验结果 |
| 5.3.1 小径桉木半剖材干燥基准的选用 |
| 5.3.2 汽蒸预处理条件对干燥质量的影响 |
| 5.3.3 干燥过程中的含水率变化 |
| 5.3.4 汽蒸预处理对干燥速率的影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论与建议 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 主要创新点 |
| 6.3 建议 |
| 参考文献 |
| 个人简介 |
| 第一导师简介 |
| 第二导师简介 |
| 获得成果目录清单 |
| 致谢 |
（4）人工林柚木过热蒸汽干燥水热迁移机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 前言 |
| 1.1 研究的目的与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 过热蒸汽干燥设备 |
| 1.2.2 过热蒸汽干燥方法 |
| 1.2.3 过热蒸汽干燥理论研究 |
| 1.3 研究内容与技术路线 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 1.4 本文创新点 |
| 2 人工林柚木间伐材理化性能研究 |
| 2.1 材料与方法 |
| 2.1.1 材料 |
| 2.1.2 实验设备 |
| 2.1.3 测试方法 |
| 2.2 结果与讨论 |
| 2.2.1 柚木物理性质 |
| 2.2.2 柚木构造 |
| 2.2.3 柚木化学性质 |
| 2.2.4 柚木干燥基准的制定 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 柚木过热蒸汽干燥水分迁移机理研究 |
| 3.1 柚木过热蒸汽干燥水分迁移本构方程构建 |
| 3.2 柚木过热蒸汽干燥等效扩散系数遗传算法构建 |
| 3.2.1 扩散反问题计算算法的问题描述 |
| 3.2.2 遗传算法设计与实现 |
| 3.3 柚木过热蒸汽水分迁移实验研究 |
| 3.3.1 材料与设备 |
| 3.3.2 实验方法 |
| 3.4 结果与讨论 |
| 3.4.1 柚木水分纵向扩散规律 |
| 3.4.2 柚木水分径向扩散规律 |
| 3.4.3 柚木水分弦向扩散规律 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 柚木过热蒸汽干燥热量迁移机理研究 |
| 4.1 柚木过热蒸汽干燥等效导热系数遗传算法构建 |
| 4.1.1 导热反问题计算算法的问题描述 |
| 4.1.2 遗传算法设计与实现 |
| 4.2 柚木过热蒸汽热量迁移实验研究 |
| 4.2.1 材料与设备 |
| 4.2.2 实验方法 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 含水率对传热的影响规律 |
| 4.3.2 含水率及温度对等效导热系数的影响规律 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 过热蒸汽水热迁移模型构建 |
| 5.1 连续介质理论 |
| 5.1.1 理论概述 |
| 5.1.2 物性参数 |
| 5.2 柚木过热蒸汽干燥的水热迁移物理模型构建 |
| 5.2.1 干燥介质及设备 |
| 5.2.2 传热与传质过程 |
| 5.2.3 物理假设 |
| 5.3 柚木过热蒸汽干燥的水热迁移数学模型构建 |
| 5.3.1 液相水控制方程 |
| 5.3.2 体积蒸发率mv·的控制方程 |
| 5.3.3 温度的控制方程 |
| 5.3.4 水蒸气ρv控制方程 |
| 5.3.5 控制方程的边界条件 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 柚木过热蒸汽干燥模型数值模拟 |
| 6.1 差分方程 |
| 6.1.1 含水率有限差分方程 |
| 6.1.2 温度有限差分方程 |
| 6.1.3 表面蒸发率、界面蒸发率与体积蒸发率有限差分方程 |
| 6.2 模型验证与结果讨论 |
| 6.2.1 实验材料与方法 |
| 6.2.2 结果与讨论 |
| 6.3 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 A 主要符号表 |
| 附录 B (攻读学位期间的主要学术成果) |
| 致谢 |
（5）基于神经网络的木材干燥质量预测应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 木材干燥及木材干燥质量的国内外研究现状 |
| 1.2.2 智能控制算法在木材干燥领域的国内外研究现状 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第2章 木材干燥实验过程与实验数据采集 |
| 2.1 木材干燥工艺 |
| 2.1.1 木材干燥目的和要求 |
| 2.1.2 木材干燥主要过程 |
| 2.1.3 木材干燥基准 |
| 2.1.4 木材干燥过程中的主要影响因素 |
| 2.2 木材干燥过程的机理研究 |
| 2.2.1 干燥过程中的水分迁移模型 |
| 2.2.2 干燥过程的热传导模型 |
| 2.3 实验数据的采集 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 基于神经网络的木材含水率预测 |
| 3.1 BP神经网络 |
| 3.1.1 BP神经网络结构和学习过程 |
| 3.1.2 BP神经网络预测模型结构 |
| 3.2 RBF神经网络 |
| 3.2.1 RBF神经网络结构 |
| 3.2.2 RBF神经网络学习过程 |
| 3.2.3 RBF神经网络预测模型 |
| 3.3 基于神经网络预测含水率概率密度分布 |
| 3.3.1 含水率样本数据 |
| 3.3.2 含水率概率密度分布曲线 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 基于支持向量机和概率神经网络的木材干燥等级预测 |
| 4.1 支持向量机 |
| 4.1.1 支持向量机的学习过程 |
| 4.1.2 支持向量机的预测模型 |
| 4.2 概率神经网络 |
| 4.2.1 概率神经网络结构 |
| 4.2.2 概率神经网络预测模型 |
| 4.3 木材干燥等级预测仿真 |
| 4.3.1 等级预测样本数据 |
| 4.3.2 支持向量机和PNN神经网络预测的木材干燥等级 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 木材干燥质量预测仿真平台实现 |
| 5.1 图形用户界面与木材干燥质量预测平台设计 |
| 5.1.1 GUI基本元素介绍 |
| 5.1.2 木材干燥质量预测仿真平台设计步骤 |
| 5.2 木材干燥质量预测仿真平台 |
| 5.2.1 登陆界面 |
| 5.2.2 木材干燥质量仿真预测显示界面 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 总结和展望 |
| 6.1 工作总结 |
| 6.2 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
| 攻读学位期间研究成果 |
（6）杨木锯材周期式热压干燥工艺及其传热传质机理（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 主要符号对照表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 国内外研究进展与评述 |
| 1.1.1 水分压力在木材干燥传热传质研究的应用进展 |
| 1.1.2 人工林杨木干燥的研究进展 |
| 1.1.3 木材热压干燥的研究进展 |
| 1.1.4 研究现状评述及发展趋势 |
| 1.2 研究目的与意义 |
| 1.3 关键科学问题与主要研究内容 |
| 1.3.1 关键科学问题 |
| 1.3.2 主要研究内容 |
| 1.3.3 技术路线图 |
| 1.4 项目来源与经费支持 |
| 2 热压干燥过程中杨木锯材内部水分状态及迁移规律 |
| 2.1 材料与方法 |
| 2.1.1 试验材料 |
| 2.1.2 试验仪器与设备 |
| 2.1.3 试验方法 |
| 2.1.4 热压干燥过程中木材内部水分状态的判断 |
| 2.2 结果与分析 |
| 2.2.1 热压板温度对木材表层和心层温度的影响 |
| 2.2.2 热压板温度对木材表层和心层水分压力的影响 |
| 2.2.3 热压干燥过程中木材内部水分状态分析 |
| 2.2.4 热压板打开期间木材内部水分状态及水分迁移规律分析 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 杨木锯材周期式热压干燥工艺优化 |
| 3.1 材料与方法 |
| 3.1.1 试验材料 |
| 3.1.2 试验仪器与设备 |
| 3.1.3 不同工艺参数对木材热压干燥的影响规律 |
| 3.1.4 木材热压干燥工艺优化 |
| 3.1.5 热压干燥木材内部水分状态判断 |
| 3.2 结果与讨论 |
| 3.2.1 不同工艺参数对木材热压干燥的影响规律 |
| 3.2.2 木材热压干燥工艺优化 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 周期式热压干燥对杨木锯材尺寸稳定性的影响 |
| 4.1 材料与方法 |
| 4.1.1 试验材料 |
| 4.1.2 试验仪器与设备 |
| 4.1.3 试验方法 |
| 4.2 结果与讨论 |
| 4.2.1 热压干燥对木材平衡含水率和阻湿率的影响 |
| 4.2.2 热压干燥对木材湿胀率和抗胀率的影响 |
| 4.2.3 热压干燥对木材干缩率和抗干缩率的影响 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 周期式热压干燥杨木锯材传热传质模型的构建与求解 |
| 5.1 周期式热压干燥杨木锯材传热传质模型的假设条件 |
| 5.2 周期式热压干燥杨木锯材传质控制方程的建立 |
| 5.2.1 杨木锯材含水率高于纤维饱和点(FSP) |
| 5.2.2 杨木锯材含水率低于纤维饱和点(FSP) |
| 5.3 周期式热压干燥杨木锯材传热控制方程的建立 |
| 5.3.1 杨木锯材含水率高于纤维饱和点(FSP) |
| 5.3.2 杨木锯材含水率低于纤维饱和点(FSP) |
| 5.4 周期式热压干燥杨木锯材传热传质模型的定解条件 |
| 5.4.1 几何条件 |
| 5.4.2 初始条件 |
| 5.4.3 边界条件 |
| 5.4.4 物理条件 |
| 5.5 周期式热压干燥传热传质模型的主要物理参数 |
| 5.5.1 木材的导热系数 |
| 5.5.2 木材的比热 |
| 5.5.3 木材的含水率 |
| 5.5.4 木材的密度 |
| 5.5.5 木材的空隙率 |
| 5.5.6 木材的纤维饱和点(FSP) |
| 5.5.7 木材的流体渗透性 |
| 5.5.8 水和水蒸气的粘度 |
| 5.5.9 木材内部水分的汽化潜热 |
| 5.5.10 水蒸气的密度 |
| 5.5.11 木材内部饱和水蒸气压力 |
| 5.5.12 木材的平衡含水率 |
| 5.5.13 周期式热压干燥杨木锯材的水分扩散系数 |
| 5.6 周期式热压干燥杨木锯材传热传质模型的数值解 |
| 5.6.1 木材热压干燥传热传质计算区域的离散化处理 |
| 5.6.2 木材热压干燥传质控制方程的差分方程 |
| 5.6.3 木材热压干燥传热控制方程的差分方程 |
| 5.7 本章小结 |
| 6 周期式热压干燥杨木锯材传热传质数值模拟与验证 |
| 6.1 试验材料 |
| 6.2 试验仪器与设备 |
| 6.3 试验方法 |
| 6.3.1 木材热压干燥试验 |
| 6.3.2 热压干燥过程中木材内部温度与水分压力测试 |
| 6.3.3 热压干燥木材各层含水率测试 |
| 6.3.4 木材热压干燥传热传质模型参数的确定 |
| 6.4 结果与讨论 |
| 6.4.1 热压干燥过程中木材含水率场随时间的变化规律 |
| 6.4.2 热压干燥过程中木材内部水分压力场随时间的变化规律 |
| 6.4.3 热压干燥过程中木材温度场随时间的变化规律 |
| 6.4.4 热压干燥过程中木材水分状态随时间的变化规律 |
| 6.4.5 热压干燥木材含水率实测值与理论值的验证 |
| 6.4.6 热压干燥木材温度实测值与理论值的验证 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 结论与建议 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 建议 |
| 参考文献 |
| 个人简介 |
| 导师简介 |
| 联合培养导师简介 |
| 获得成果目录 |
| 致谢 |
（7）木材层状压缩可控性机理及其变形固定研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 木材压缩密实化 |
| 1.2.1 木材压缩密实化分类 |
| 1.2.2 湿热作用下木材的软化机理 |
| 1.2.3 温度和含水率对压缩密实化木材形成的影响 |
| 1.3 热板预热过程中木材内部含水率和温度分布规律 |
| 1.3.1 温度分布规律 |
| 1.3.2 含水率分布规律 |
| 1.4 压缩密实化木材的变形固定 |
| 1.4.1 常压热处理 |
| 1.4.2 饱和蒸汽处理 |
| 1.5 压缩木材的物理力学性能 |
| 1.5.1 密度 |
| 1.5.2 尺寸稳定性 |
| 1.5.3 力学性能 |
| 1.6 研究目的和意义 |
| 1.7 论文构成 |
| 2 预热处理过程木材内部温度和含水率分布规律 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 材料与方法 |
| 2.2.1 试样的制备 |
| 2.2.2 含水率分布和温度分布测定 |
| 2.2.3 屈服应力测定 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 木材内部含水率分布 |
| 2.3.2 含水率分布模型构建 |
| 2.3.3 木材内部温度分布 |
| 2.3.4 温度分布模型构建 |
| 2.3.5 含水率和温度对木材软化行为的影响 |
| 2.4 小结 |
| 3 木材压缩层位置和压缩层厚度的可控性 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 材料与方法 |
| 3.2.1 试样的制备 |
| 3.2.2 压缩层位置可控性 |
| 3.2.3 X射线扫描法测定含水率分布 |
| 3.2.4 压缩层厚度可控性 |
| 3.2.5 层状压缩木材密度分布测定 |
| 3.2.6 层状压缩木材密度分布特征参数 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 压缩层位置可控性 |
| 3.3.2 预热时间对压缩层形成位置的影响 |
| 3.3.3 压缩层厚度可控性 |
| 3.4 小结 |
| 4 过热蒸汽处理对不同压缩层厚度表层压缩木材物理力学性能的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 材料与方法 |
| 4.2.1 试样的制备 |
| 4.2.2 压缩木材过热蒸汽处理过程 |
| 4.2.3 分层平衡含水率测定 |
| 4.2.4 剖面密度的测定 |
| 4.2.5 尺寸稳定性和回复率的测定 |
| 4.2.6 力学性能测定 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 过热蒸汽处理前后压缩木材的分层含水率 |
| 4.3.2 过热蒸汽处理对压缩木材尺寸稳定性和回复率的影响 |
| 4.3.3 过热蒸汽处理对压缩木材密度分布的影响 |
| 4.3.4 过热蒸汽处理前后压缩木材抗弯性能的变化规律 |
| 4.3.5 过热蒸汽处理前后压缩木材的抗压性能的变化规律 |
| 4.3.6 过热蒸汽处理前后压缩木材的硬度变化规律 |
| 4.4 结论 |
| 5 过热蒸汽处理压缩木材表面性能、主成分和微观结构表征 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 材料与方法 |
| 5.2.1 试样的制备 |
| 5.2.2 表面润湿性能测定 |
| 5.2.3 傅里叶变换衰减全反射红外光谱(ATR-FTIR)测定 |
| 5.2.4 X射线衍射(XRD)测定 |
| 5.2.5 动态黏弹性测定 |
| 5.2.6 场发射扫描电镜(SEM)观测微观结构 |
| 5.3 实验结果与分析 |
| 5.3.1 表面润湿性能分析 |
| 5.3.2 红外光谱分析 |
| 5.3.3 XRD分析 |
| 5.3.4 压缩木材微观结构变化分析 |
| 5.3.5 压缩木材动态黏弹性分析 |
| 5.3.6 过热蒸汽处理压缩木材变形固定机理探讨 |
| 5.4 小结 |
| 6 结论与建议 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 建议 |
| 6.3 创新点 |
| 参考文献 |
| 个人简介 |
| 第一导师简介 |
| 第二导师简介 |
| 在读期间的学术研究 |
| 致谢 |
（8）杨木锯材周期式热压干燥工艺及其传热传质机理（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 国内外研究进展与评述 |
| 1.1.1 水分压力在木材干燥传热传质研究的应用进展 |
| 1.1.2 人工林杨木干燥的研究进展 |
| 1.1.3 木材热压干燥的研究进展 |
| 1.1.4 研究现状评述及发展趋势 |
| 1.2 研究目的与意义 |
| 1.3 关键科学问题与主要研究内容 |
| 1.3.1 关键科学问题 |
| 1.3.2 主要研究内容 |
| 1.3.3 技术路线图 |
| 1.4 项目来源与经费支持 |
| 2 热压干燥过程中杨木锯材内部水分状态及迁移规律 |
| 2.1 材料与方法 |
| 2.1.1 试验材料 |
| 2.1.2 试验仪器与设备 |
| 2.1.3 试验方法 |
| 2.1.4 热压干燥过程中木材内部水分状态的判断 |
| 2.2 结果与分析 |
| 2.2.1 热压板温度对木材表层和心层温度的影响 |
| 2.2.2 热压板温度对木材表层和心层水分压力的影响 |
| 2.2.3 热压干燥过程中木材内部水分状态分析 |
| 2.2.4 热压板打开期间木材内部水分状态及水分迁移规律分析 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 杨木锯材周期式热压干燥工艺优化 |
| 3.1 材料与方法 |
| 3.1.1 试验材料 |
| 3.1.2 试验仪器与设备 |
| 3.1.3 不同工艺参数对木材热压干燥的影响规律 |
| 3.1.4 木材热压干燥工艺优化 |
| 3.1.5 热压干燥木材内部水分状态判断 |
| 3.2 结果与讨论 |
| 3.2.1 不同工艺参数对木材热压干燥的影响规律 |
| 3.2.2 木材热压干燥工艺优化 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 周期式热压干燥对杨木锯材尺寸稳定性的影响 |
| 4.1 材料与方法 |
| 4.1.1 试验材料 |
| 4.1.2 试验仪器与设备 |
| 4.1.3 试验方法 |
| 4.2 结果与讨论 |
| 4.2.1 热压干燥对木材平衡含水率和阻湿率的影响 |
| 4.2.2 热压干燥对木材湿胀率和抗胀率的影响 |
| 4.2.3 热压干燥对木材干缩率和抗干缩率的影响 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 周期式热压干燥杨木锯材传热传质模型的构建与求解 |
| 5.1 周期式热压干燥杨木锯材传热传质模型的假设条件 |
| 5.2 周期式热压干燥杨木锯材传质控制方程的建立 |
| 5.2.1 杨木锯材含水率高于纤维饱和点(FSP) |
| 5.2.2 杨木锯材含水率低于纤维饱和点(FSP) |
| 5.3 周期式热压干燥杨木锯材传热控制方程的建立 |
| 5.3.1 杨木锯材含水率高于纤维饱和点(FSP) |
| 5.3.2 杨木锯材含水率低于纤维饱和点(FSP) |
| 5.4 周期式热压干燥杨木锯材传热传质模型的定解条件 |
| 5.4.1 几何条件 |
| 5.4.2 初始条件 |
| 5.4.3 边界条件 |
| 5.4.4 物理条件 |
| 5.5 周期式热压干燥传热传质模型的主要物理参数 |
| 5.5.1 木材的导热系数 |
| 5.5.2 木材的比热 |
| 5.5.3 木材的含水率 |
| 5.5.4 木材的密度 |
| 5.5.5 木材的空隙率 |
| 5.5.6 木材的纤维饱和点(FSP) |
| 5.5.7 木材的流体渗透性 |
| 5.5.8 水和水蒸气的粘度 |
| 5.5.9 木材内部水分的汽化潜热 |
| 5.5.10 水蒸气的密度 |
| 5.5.11 木材内部饱和水蒸气压力 |
| 5.5.12 木材的平衡含水率 |
| 5.5.13 周期式热压干燥杨木锯材的水分扩散系数 |
| 5.6 周期式热压干燥杨木锯材传热传质模型的数值解 |
| 5.6.1 木材热压干燥传热传质计算区域的离散化处理 |
| 5.6.2 木材热压干燥传质控制方程的差分方程 |
| 5.6.3 木材热压干燥传热控制方程的差分方程 |
| 5.7 本章小结 |
| 6 周期式热压干燥杨木锯材传热传质数值模拟与验证 |
| 6.1 试验材料 |
| 6.2 试验仪器与设备 |
| 6.3 试验方法 |
| 6.3.1 木材热压干燥试验 |
| 6.3.2 热压干燥过程中木材内部温度与水分压力测试 |
| 6.3.3 热压干燥木材各层含水率测试 |
| 6.3.4 木材热压干燥传热传质模型参数的确定 |
| 6.4 结果与讨论 |
| 6.4.1 热压干燥过程中木材含水率场随时间的变化规律 |
| 6.4.2 热压干燥过程中木材内部水分压力场随时间的变化规律 |
| 6.4.3 热压干燥过程中木材温度场随时间的变化规律 |
| 6.4.4 热压干燥过程中木材水分状态随时间的变化规律 |
| 6.4.5 热压干燥木材含水率实测值与理论值的验证 |
| 6.4.6 热压干燥木材温度实测值与理论值的验证 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 结论与建议 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 建议 |
| 参考文献 |
| 个人简介 |
| 导师简介 |
| 联合培养导师简介 |
| 获得成果目录 |
| 致谢 |
（9）速生杨木过热蒸汽干燥特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 过热蒸汽干燥技术优缺点 |
| 1.3 过热蒸汽干燥技术研究进展 |
| 1.4 杨木干燥皱缩控制技术研究进展 |
| 1.5 目的及意义 |
| 1.6 主要内容 |
| 1.7 技术路线 |
| 2 高含水率杨木过热蒸汽干燥特性 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 材料与方法 |
| 2.2.1 试验材料 |
| 2.2.2 仪器与设备 |
| 2.2.3 方法与步骤 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 温度对锯材温湿度变化特性的影响 |
| 2.3.2 温度对锯材干燥质量的影响 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 低含水率杨木过热蒸汽干燥特性 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 材料与方法 |
| 3.2.1 试验材料 |
| 3.2.2 方法与步骤 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 含水率对锯材干燥特性的影响 |
| 3.3.2 温度对锯材干燥特性的影响 |
| 3.3.3 厚度对锯材干燥特性的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 过热蒸汽干燥对杨木物理力学性能和微观构造的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 材料与方法 |
| 4.2.1 试验材料 |
| 4.2.2 仪器与设备 |
| 4.2.3 方法与步骤 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 过热蒸汽干燥对锯材吸湿性能的影响 |
| 4.3.2 过热蒸汽干燥对锯材吸水性能的影响 |
| 4.3.3 过热蒸汽干燥对锯材横纹抗压性能的影响 |
| 4.3.4 过热蒸汽干燥对锯材微观构造的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 过热蒸汽干燥杨木皱缩机理分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 杨木皱缩机理分析 |
| 5.2.1 杨木干燥过程中的毛细管张力 |
| 5.2.2 杨木细胞皱缩形成过程 |
| 5.3 温度和含水率对细胞抗压强度的影响 |
| 5.3.1 温度对细胞抗压强度的影响 |
| 5.3.2 含水率对细胞抗压强度的影响 |
| 5.3.3 不同干燥方式下的皱缩理论计算 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论 |
| 参考文献 |
| 附录 攻读硕士学位期间主要学术成果 |
| 致谢 |
（10）木材层状压缩可控性机理及其变形固定研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 木材压缩密实化 |
| 1.2.1 木材压缩密实化分类 |
| 1.2.2 湿热作用下木材的软化机理 |
| 1.2.3 温度和含水率对压缩密实化木材形成的影响 |
| 1.3 热板预热过程中木材内部含水率和温度分布规律 |
| 1.3.1 温度分布规律 |
| 1.3.2 含水率分布规律 |
| 1.4 压缩密实化木材的变形固定 |
| 1.4.1 常压热处理 |
| 1.4.2 饱和蒸汽处理 |
| 1.5 压缩木材的物理力学性能 |
| 1.5.1 密度 |
| 1.5.2 尺寸稳定性 |
| 1.5.3 力学性能 |
| 1.6 研究目的和意义 |
| 1.7 论文构成 |
| 2 预热处理过程木材内部温度和含水率分布规律 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 材料与方法 |
| 2.2.1 试样的制备 |
| 2.2.2 含水率分布和温度分布测定 |
| 2.2.3 屈服应力测定 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 木材内部含水率分布 |
| 2.3.2 含水率分布模型构建 |
| 2.3.3 木材内部温度分布 |
| 2.3.4 温度分布模型构建 |
| 2.3.5 含水率和温度对木材软化行为的影响 |
| 2.4 小结 |
| 3 木材压缩层位置和压缩层厚度的可控性 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 材料与方法 |
| 3.2.1 试样的制备 |
| 3.2.2 压缩层位置可控性 |
| 3.2.3 X射线扫描法测定含水率分布 |
| 3.2.4 压缩层厚度可控性 |
| 3.2.5 层状压缩木材密度分布测定 |
| 3.2.6 层状压缩木材密度分布特征参数 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 压缩层位置可控性 |
| 3.3.2 预热时间对压缩层形成位置的影响 |
| 3.3.3 压缩层厚度可控性 |
| 3.4 小结 |
| 4 过热蒸汽处理对不同压缩层厚度表层压缩木材物理力学性能的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 材料与方法 |
| 4.2.1 试样的制备 |
| 4.2.2 压缩木材过热蒸汽处理过程 |
| 4.2.3 分层平衡含水率测定 |
| 4.2.4 剖面密度的测定 |
| 4.2.5 尺寸稳定性和回复率的测定 |
| 4.2.6 力学性能测定 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 过热蒸汽处理前后压缩木材的分层含水率 |
| 4.3.2 过热蒸汽处理对压缩木材尺寸稳定性和回复率的影响 |
| 4.3.3 过热蒸汽处理对压缩木材密度分布的影响 |
| 4.3.4 过热蒸汽处理前后压缩木材抗弯性能的变化规律 |
| 4.3.5 过热蒸汽处理前后压缩木材的抗压性能的变化规律 |
| 4.3.6 过热蒸汽处理前后压缩木材的硬度变化规律 |
| 4.4 结论 |
| 5 过热蒸汽处理压缩木材表面性能、主成分和微观结构表征 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 材料与方法 |
| 5.2.1 试样的制备 |
| 5.2.2 表面润湿性能测定 |
| 5.2.3 傅里叶变换衰减全反射红外光谱(ATR-FTIR)测定 |
| 5.2.4 X射线衍射(XRD)测定 |
| 5.2.5 动态黏弹性测定 |
| 5.2.6 场发射扫描电镜(SEM)观测微观结构 |
| 5.3 实验结果与分析 |
| 5.3.1 表面润湿性能分析 |
| 5.3.2 红外光谱分析 |
| 5.3.3 XRD分析 |
| 5.3.4 压缩木材微观结构变化分析 |
| 5.3.5 压缩木材动态黏弹性分析 |
| 5.3.6 过热蒸汽处理压缩木材变形固定机理探讨 |
| 5.4 小结 |
| 6 结论与建议 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 建议 |
| 6.3 创新点 |
| 参考文献 |
| 个人简介 |
| 第一导师简介 |
| 第二导师简介 |
| 在读期间的学术研究 |
| 致谢 |
四、真空过热蒸汽干燥木材的水分迁移特性（论文参考文献）
- [1]木材过热蒸汽干燥技术发展[J]. 王勇,刘颖,贺霞,曹敏,李贤军. 中国人造板, 2021(04)
- [2]樟子松方材高频真空干燥热质模型及干燥效能提升研究[D]. 柴豪杰. 东北林业大学, 2020
- [3]小径桉木半剖材汽蒸预处理特性研究及干燥模型的构建[D]. 李金朋. 北京林业大学, 2020
- [4]人工林柚木过热蒸汽干燥水热迁移机理研究[D]. 章国强. 中南林业科技大学, 2020
- [5]基于神经网络的木材干燥质量预测应用研究[D]. 韩维娜. 长春工业大学, 2020(01)
- [6]杨木锯材周期式热压干燥工艺及其传热传质机理[D]. 侯俊峰. 北京林业大学, 2019
- [7]木材层状压缩可控性机理及其变形固定研究[D]. 高志强. 北京林业大学, 2019(04)
- [8]杨木锯材周期式热压干燥工艺及其传热传质机理[D]. 侯俊峰. 中国林业科学研究院, 2019
- [9]速生杨木过热蒸汽干燥特性研究[D]. 韦妍蔷. 中南林业科技大学, 2019(01)
- [10]木材层状压缩可控性机理及其变形固定研究[D]. 高志强. 中国林业科学研究院, 2019(04)