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龙竹竹材的热压干燥及传热传质特性

作　者: 孙照斌
导　师: 顾炼百
学　校: 南京林业大学
专　业: 木材科学与技术
关键词: 龙竹热压干燥水分移动热量传递数学模型
分类号: TS651
类　型: 博士论文
年　份: 2005年
下　载: 515次
引　用: 4次
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内容摘要

本文主要对龙竹竹材的热压干燥工艺和传热传质特性进行了研究和分析。参照木材干燥特性和流体渗透特性相关理论和研究方法,首次对龙竹竹材的干燥特性和流体渗透特性进行了测试和分析,结果表明:预处理方式、竹材构造对干燥特性有显著影响,竹材径向干缩率大于弦向和纵向,径向干缩率和弦向干缩率差异较大,但不会发生开裂现象。竹材纵向流体渗透性大于弦向和径向;预处理可提高竹材流体渗透性;随竹材试件含水率降低,竹材流体渗透性增加。首次应用热压干燥方法对龙竹竹材进行了干燥处理,结果表明,水煮预处理可加快干燥速度,提高干燥效率;热压干燥温度对干燥工艺和干燥质量影响显著。采用综合评分法,得到竹材较佳的热压干燥工艺条件是:60℃水煮1h,150℃热压干燥,压力取0.2MPa,呼吸间隔取5min。竹材热压干燥过程中水分移动,主要是温度梯度和含水率梯度作用下的水分移动。干燥温度越高,干燥各阶段水分扩散系数越大;随含水率逐渐降低,水分扩散系数呈先增大后逐步降低趋势。首次建立了竹材在热压干燥过程中热量传导和水分迁移的数值化直观数学模型。试验验证表明,该传热传质模型基本能反映竹材在热压干燥过程中的传热传质规律。热压干燥竹材较气干竹材的尺寸稳定性增大,密度分布趋于均匀,力学性能提高,胶合性能亦有所提高。

全文目录

1 绪论  16-30
  1．1 竹林资源及竹材工业化利用概况  16-17
  1．2 国内外竹材材性研究现状  17-18
  1．3 竹材干燥特性与干燥工艺方面的研究现状  18-23
    1．3．1 竹材干燥特性和吸湿膨胀特性  18
    1．3．2 竹材干燥工艺  18-20
    1．3．3 竹材热压干燥研究现状  20-22
    1．3．4 竹材渗透性研究现状  22-23
  1．4 干燥数学模型  23-24
  1．5 竹材表面胶合性能国内外研究现状  24-26
    1．5．1 竹材表面概念及影响因子  24-25
    1．5．2 竹材胶合性能国内外研究动态  25-26
  1．6 选题的目的和意义  26-27
  1．7 课题研究的设想、内容、方法、进展或突破  27-30
    1．7．1 课题研究的设想  27
    1．7．2 课题研究的内容  27-28
    1．7．3 课题研究的方法  28
    1．7．4 课题研究所期望的进展或突破  28-30
2 龙竹竹材干燥特性  30-38
  2．1 试验材料与方法  30-31
    2．1．1 试验材料  30
    2．1．2 试验内容和方法  30-31
  2．2 结果与分析  31-37
    2．2．1 竹材构造对干缩率的影响  31-33
    2．2．2 处理方式对干缩率的影响  33-35
    2．2．3 干燥温度对干燥速度和干缩率的影响  35-37
    2．2．4 竹片差异干缩与开裂  37
  2．3 竹材干燥特性小结  37-38
3 竹材的流体渗透性  38-57
  3．1 竹材的气体渗透性  39-49
    3．1．1 材料与方法  39-42
    3．1．2 结果与讨论  42-48
    3．1．3 龙竹竹材气体渗透性小结  48-49
  3．2 竹材液体的渗透性  49-56
    3．2．1 材料与方法  49-50
    3．2．2 结果与讨论  50-55
    3．2．3 竹材液体渗透性小结  55-56
  3．3 竹材流体渗透性小结  56-57
4 竹材热压干燥工艺  57-77
  4．1 预备性试验  57-66
    4．1．1 材料与方法  57-59
    4．1．2 结果与分析  59-65
    4．1．3 预备性试验小结  65-66
  4．2 正式试验  66-74
    4．2．1 材料与方法  66-67
    4．2．2 结果与分析  67-74
    4．2．3 正式试验小结  74
  4．3 工艺优化  74-75
  4．4 热压干燥工艺小结  75-77
5 竹材热压干燥过程中的水分移动  77-92
  5．1 竹材热压干燥过程中的含水率变化规律  77-82
    5．1．1 材料与方法  77-78
    5．1．2 结果与分析  78-82
  5．2 竹材热压干燥过程中的水分扩散  82-90
    5．2．1 基本理论  83-84
    5．2．2 试验材料与方法  84-86
    5．2．3 结果与分析  86-90
  5．3 竹材热压干燥过程中水分迁移机理  90-91
  5．4 本章小结  91-92
6 建立竹材热压干燥过程中的传热传质数学模型  92-111
  6．1 建立竹材在热压干燥过程中的传热数学模型  92-95
    6．1．1 竹材细胞构造与传热关系  92-94
    6．1．2 竹材热传导模型  94-95
  6．2 建立竹材在热压干燥过程中的传质数学模型  95-102
    6．2．1 竹材构造与竹材干燥过程中的水分移动  95-99
    6．2．2 竹材在热压干燥过程中水分移动方程  99-102
  6．3 竹材的某些物理性质参数  102-104
  6．4 用数学方法解模型  104-110
    6．4．1 热传导模型的求解  104-107
    6．4．2 水分移动模型  107-110
  6．5 小结  110-111
7 模型验证  111-127
  7．1 材料与方法  111
    7．1．1 竹材温度测定  111
    7．1．2 竹材含水率测定  111
  7．2 结果与讨论  111-126
    7．2．1 竹材内温度变化规律  111-113
    7．2．2 竹材内部含水率变化规律  113-114
    7．2．3 温度和含水率的模型验证  114-125
    7．2．4 模型误差分析和模型修正  125-126
  7．3 小结  126-127
8 热压干燥竹材的性质  127-147
  8．1 尺寸稳定性  127-132
    8．1．1 材料与方法  127-129
    8．1．2 结果与分析  129-132
  8．2 热压干燥竹材密度与密度分布  132-135
    8．2．1 材料与方法  132
    8．2．2 结果与分析  132-135
  8．3 热压干燥竹材强度  135-136
    8．3．1 材料与方法  135
    8．3．2 结果与分析  135-136
  8．4 热压干燥竹材的表面胶合性能  136-145
    8．4．1 与胶合相关的化学特性  137-139
    8．4．2 热压干燥竹材的表面润湿性  139-143
    8．4．3 热压干燥竹材胶合性能  143-145
  8．5 小结  145-147
9 研究总结与下一步研究工作的建议  147-152
  9．1 研究结果归纳总结  147-150
    9．1．1 竹材干燥特性  147
    9．1．2 龙竹竹材气体和液体渗透性  147-148
    9．1．3 热压干燥工艺  148
    9．1．4 竹材热压干燥过程中的水分移动  148-149
    9．1．5 热压干燥过程中传热和传质模型的建立  149
    9．1．6 模型验证  149
    9．1．7 热压干燥竹材的性质  149-150
  9．2 本研究的特色或创新  150
  9．3 研究工作中的不足之处及下一步的工作建议  150-152
10 参考文献  152-156

龙竹竹材的热压干燥及传热传质特性

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