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落叶松髓心方材高频真空干燥工艺研究

作　者: 构涛
导　师: 高瑞清
学　校: 中国林业科学研究院
专　业: 木材科学与技术
关键词: 落叶松髓心方材高频真空干燥切口处理过热蒸汽处理干燥质量干燥工艺
分类号: S781.71
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 21次
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内容摘要

本研究以兴安人工林落叶松含髓心方材(规格1800 mm×100 mm×100 mm)为研究对象,进行了系列高频真空干燥试验,通过不断调整干燥参数,掌握了落叶松含髓心方材高频真空干燥特性,并获得了优化工艺基准。在此基础上考察了切口和过热蒸汽预处理对落叶松髓心方材高频真空干燥速率和质量的影响。并将两种处理方式结合,提出了联合处理优化工艺。具体结论如下:(1)落叶松含髓心方材高频真空干燥过程中,窑内不同位置的温度有差异,试材靠近正极板的温度大于靠近负极板的温度,本试验中,控制温度为试材靠近负极板1/3处的温度,材温是测定的试材中心位置温度,通常材温要比控制温度高10～20℃,当控制温度在设定值以下时,高频发生器正常工作,控制温度达到设定值时,高频发生器停止工作。窑温是罐体内环境温度,本试验中通常维持在35℃左右。(2)干燥初始阶段,阳极电流较大,容易达到设定值,而极板电压很小,通常在设定值以下,随着干燥过程进行,木材水分减少,介电常数降低,阳极电流逐渐减小,极板电压逐渐增大,因此IP曲线呈下降趋势,而EL曲线呈上升趋势;整个干燥过程中,罐体内一直处于连续真空状态。(3)研究中获得的高频真空干燥优化工艺基准为:阳极电流0.4A,极板电压2kV,高频加热3min间歇1min,控制温度为50℃,在干燥初期,真空度选择13.33kPa(100mmHg),在干燥后期,真空度选择6.67kPa(50mmHg)。(4)纵向切口处理能明显减少落叶松髓心方材在高频真空干燥过程中的表面开裂,切口深度尽量接近髓心,且不超过方材中心位置,切口宽度一般不超过3 mm。试材含水率在纤维饱和点以上时,切口处理对高频真空干燥速度的提高效果很明显,但在整个干燥周期里,切口处理对平均干燥速度提高效果并不显著。切口处理的试材,干燥过程中应力释放,切口张大发生变形,但总干缩和变形量不超过4%。干燥结束后切口位置含水率比其他位置稍低。(5)常压过热蒸汽预处理能有效减少落叶松髓心方材高频真空干燥过程中的表面开裂,蒸汽处理试材,干燥终含水率分布更加匀匀,但总干燥周期有所延长。切口和过热蒸汽联合处理的试材要比任其单一处理试材干燥开裂少。本研究中,联合处理优化工艺的过热蒸汽温度为105℃,且总干燥周期并不延长,为80h左右。(6) 105℃过热蒸汽和切口联合处理比单一切口处理或110℃过热蒸汽和切口联合处理后的A面干缩变形要小,B面干缩变形没有显著差异。高频真空干燥初始的10～20h内,效率在60%以上,试材含水率高于20%;随着干燥过程试材含水率的降低,加热效率也逐渐降低,终含水率为12%左右时,加热效率为20%。

全文目录

摘要  5-7
Abstract  7-14
第一章绪论  14-29
  1.1 引言  14-26
    1.1.1 研究背景  14-15
    1.1.2 国内外研究现状及评述  15-26
  1.2 研究目标和主要研究内容  26-29
    1.2.1 主要研究内容  26-27
    1.2.2 研究目标  27-28
    1.2.3 研究的技术路线  28-29
第二章人工林落叶松髓心方材高频真空干燥工艺初探  29-41
  2.1 试验材料和方法  29-31
    2.1.1 试验材料  29-30
    2.1.2 试验方法  30-31
  2.2 结果与讨论  31-39
    2.2.1 干燥过程曲线分析  31-34
    2.2.2 干燥质量分析  34-39
    2.2.3 干燥工艺确定  39
  2.3 小结  39-41
第三章切口处理对落叶松方材高频真空干燥质量的影响  41-49
  3.1 试验材料和方法  41-43
    3.1.1 试验材料  41
    3.1.2 试验方法  41-43
  3.2 结果与讨论  43-48
    3.2.1 切口处理对干燥开裂的影响  44-45
    3.2.2 切口处理对干燥速度的影响  45-46
    3.2.3 切口处理对干缩和变形的影响  46-47
    3.2.4 切口处理对分层含水率的影响  47-48
  3.3 小结  48-49
第四章过热蒸汽预处理对落叶松方材高频真空干燥质量的影响  49-62
  4.1 试验材料和方法  49-54
    4.1.1 试验材料  49
    4.1.2 试验方法  49-54
  4.2 结果与讨论  54-61
    4.2.1 过热蒸汽处理对干燥开裂的影响  56-59
    4.2.2 过热蒸汽处理对干燥周期的影响  59-60
    4.2.3 过热蒸汽处理对终含水率的影响  60-61
  4.3 小结  61-62
第五章切口和过热蒸汽联合处理对落叶松方材高频真空干燥质量的影响  62-71
  5.1 试验材料和方法  62
    5.1.1 试验材料  62
    5.1.2 试验方法  62
  5.2 结果与讨论  62-70
    5.2.1 切口和过热蒸汽联合处理对干燥开裂的影响  64-65
    5.2.2 切口和过热蒸汽联合处理对干燥周期的影响  65-66
    5.2.3 切口和过热蒸汽联合处理对含水率的影响  66-69
    5.2.4 切口和过热蒸汽联合处理对干缩变形的影响  69
    5.2.5 高频加热效率计算  69-70
  5.3 小结  70-71
第六章总结论  71-74
  6.1 结论  71-73
    6.1.1 高频真空干燥工艺初探  71
    6.1.2 切口处理对干燥质量的影响  71-72
    6.1.3 过热蒸汽预处理对干燥质量的影响  72
    6.1.4 过热蒸汽和切口联合处理对干燥质量的影响  72-73
  6.2 建议  73-74
参考文献  74-78
在读期间学术研究  78-79
致谢  79

落叶松髓心方材高频真空干燥工艺研究

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