杨木高强度微波预处理机制与特性研究

【摘要】本文以速生杨树木材为研究对象,揭示了木材高强微波预处理机理,构建杨木微波预处理理论预测模型,模拟了杨木临界微波预处理条件,并采用自主研制的木材高强微波预处理设备,系统研究了高强微波预处理对杨树木材干燥特性、和渗透性的影响规律。本研究的主要结论有：(1)理论分析了高强微波预处理过程中,杨树木材细胞壁的受力状况,构建了微波预处理理论预测模型,模型模拟结果表明：在达到同样细胞壁伸长比的情况下,若细胞半径越大,则其所需要的细胞内压强越小；高强微波预处理所必需达到的最小细胞内压强等于杨树木材最大薄壁细胞发生破坏时所需要的最小“屈服”临界压强；要在薄壁细胞层次上对杨树木材进行微波预处理,其对应的临界温度和压强差分别为184℃和2.03MPa。(2)微波预处理过程中,微波馈入方式和谐振腔半径对木材内温度分布均匀性和微波能利用率影响显著；与单、双、四和六微波口馈入相比,采用三微波口馈入方式加热时,木材内横截面上温度分布最均匀,微波能利用效率最高,达到87.48%；随着微波谐振腔半径的增加,木材内温度变异系数和能量利用率整体呈现出先减小后增加的变化趋势,优化的谐振腔半径介于0.186-0.211m间；微波预处理过程中,沿着木材的长度方向(纵向),木材内与纵向垂直的各个横截面上的温度分布规律基本一致；距离微波馈入口越远,木材内部横截面上的平均温度越低,即微波馈入口处木材的平均温度最高；在对木材进行高强微波预处理时,当木材厚度为2cm时,木材横截面上的温度分布最均匀,微波能利用效率最高。(3)高强微波预处理能显著提高杨树木材干燥速率,改善干燥质量。与未处理试件相比,当微波辐射功率为5kw、10kw、15kw、和18kw时,微波处理杨木后续干燥速率分别提高了8.32%、13.34%、18.53%和113.34%：与未处理试件相比,当辐射时间为30s、50s、65s、和80s时,微波处理杨木后续干燥速率分别提高了4.63%、17.33%、31.94%和66.74%；微波预处理对杨树木材后续干燥的变形(截面变形、扭曲值和挠度)有明显改善作用,微波处理试材的各个变形值均低于未处理试件。(4)高强微波预处理能显著提高杨树木材的渗透性。当微波辐射功率介于10kw-15kw时,与未处理材相比,木材横向、弦向和纵向浸渍液吸收量分别可提高61.3%-73.8%、17.2%-43.3%和28.4%-38.7%,特别是当微波辐射功率在18kw时,木材浸渍吸收量的增加愈明显；当微波辐射时间介于50-65s时,与未处理材相比,木材横向、弦向和纵向的浸渍液吸收量分别可提高66.0%-19.2%、46.2%-52.2%和19.7%-34.4%,特别是当微波辐射时间在80s以上时,木材浸渍液吸收量的增加愈明显；微波预处理对杨树木材弦向渗透性的影响大于对其横向渗透性和轴向渗透性的影响。
【作者】柴媛；
【导师】李贤军；
【作者基本信息】中南林业科技大学，木材科学与技术，2014，硕士
【关键词】高强微波；预处理；杨树木材；干燥特性；渗透性；

【参考文献】
[1]叶海冬.基于DSP与虚拟仪器的配电监测系统的设计[D].华侨大学,电气工程（专业学位）,2014,硕士.
[2]徐晶.小学音乐课钢琴伴奏存在的问题及对策研究[D].沈阳师范大学,课程与教学论,2014,硕士.
[3]许旸,谷加存,董雪云,刘颖,王政权.海南岛4个热带阔叶树种前5级细根的形态、解剖结构和组织碳氮含量[J].植物生态学报,2011,09:955-964.
[4]刘燕燕.基于“HSK动态作文语料库”的留学生成语偏误分析[D].南京师范大学,对外汉语,2012,硕士.
[5]苗苗.提升临钢竞争力的企业文化研究[D].天津大学,项目管理,2013,硕士.
[6]陈伟.多中心治理视角下的“三非”外籍女性问题治理研究[D].山东师范大学,公共管理,2012,硕士.
[7]谢志强,辛宇,杨静.可回退抢占的设备驱动综合调度算法[J].自动化学报,2011,11:1332-1343.
[8]张焕芳.中国30个省域建筑业生产与碳排效率差异分析研究[D].长安大学,技术经济及管理,2014,硕士.
[9]吴以南.加强研磨技术的研究[J].电镀与精饰.1994(05)
[10]常丹明.信息技术对金融市场的影响[D].对外经济贸易大学,2003.
[11]何瑞金.飞轮储能控制系统及能量回馈技术的研究[D].东华大学,电力电子与电力传动,2004,硕士.
[12].浙江工业大学学校简介[J].浙江工业大学学报(社会科学版),2013,04:358.
[13]肖玉麒,曾轶,范利武,洪荣华,俞自涛,胡亚才.大功率短时加热条件下相变储能式热沉瞬态性能及其优化的实验研究[J].工程热物理学报,2014,03:533-537.
[14]谢云德,李晓龙,佘龙华,窦峰山,戴春辉.一种基于边界特征的简易非线性二阶离散跟踪微分器的设计[J].控制与决策,2014,06:1120-1124.
[15]高贤明,马克平,陈灵芝.暖温带若干落叶阔叶林群落物种多样性及其与群落动态的关系[J].植物生态学报,2001,03:283-290.
[16]马龙华.不确定系统的鲁棒优化方法及应用研究[D].浙江大学,2001.
[17]储燕姗.从目的论看商务口译的策略选择问题[D].厦门大学,英语口译,2014,硕士.
[18]虞勇.我国职业羽毛球俱乐部运行现状及发展对策研究[D].湖南师范大学,体育教育训练学,2013,硕士.
[19]杜盛斌.“自分”的生成与话题化的关联[D].湖南师范大学,日语语言文学,2014,硕士.
[20]闫恩亮.基于医案和机器学习的中西医结合糖尿病专家系统设计[D].燕山大学,生物医学工程,2014,硕士.
[21]黄鑫然.人民币国际化的台湾窗口[D].华东师范大学,西方经济学,2013,硕士.
[22]郭彦.腮腺良性肿瘤术后残余腮腺组织的变化与转归[D].河北医科大学,口腔医学（专业学位）,2013,硕士.
[23]李鑫鑫,王轩,姚霖,关键.基于级联重排序的汉语音字转换[J].自动化学报,2014,04:624-634.
[24]段国凡.基于GIS的降雨情况下高边坡稳定性智能区域评估研究[D].重庆大学,土木工程,2014,硕士.
[25]李文凯.开放式基金绩效的评价与实证研究[D].吉林大学,金融,2014,硕士.
[26]朱柏林.石墨烯/二硫化钼/硫化物复合光催化剂的制备及性能研究[D].华侨大学,应用化学,2014,硕士.
[27]汪淼.水运设计企业海外项目管理研究[D].清华大学,项目管理（专业学位）,2013,硕士.
[28]郭霄.岩体结构面抗剪强度经验估算方法的试验对比研究[D].浙江工业大学,2004.
[29]王德政.配套商品房项目风险管理研究[D].大连理工大学,项目管理（专业学位）,2012,硕士.
[30]闫雪.人车和谐的街道空间设计[D].湖南大学,建筑设计及其理论,2010,硕士.
[31]漆小军.公路防落石钢架棚洞结构设计和静动力分析研究[D].西南交通大学,建筑与土木工程,2012,硕士.
[32]吕迎皓.一类生化系统稳态优化问题的求解方法研究[D].渤海大学,应用数学,2014,硕士.
[33]苏章海.对比语言学元语言系统的演变研究[D].华东师范大学,语言学及应用语言学,2014,博士.
[34]张洁.刮板输送机减速器非接触在线监测系统研究[D].西安科技大学,机械电子工程,2013,硕士.
[35]郭永飞.Bi系氧化物薄膜分子束外延法制备及物理性能的研究[D].东北大学,材料物理与化学,2010,硕士.
[36]毕兆伟.VEGF转基因绒山羊的检测[D].内蒙古大学,动物学,2014,硕士.
[37]郑楠.正常高值血压伴心血管危险因素者的干预性研究[D].河北医科大学,内科学（专业学位）,2013,硕士.
[38]李瑾璐.模糊数学在自杀研究中的应用[D].中南民族大学,社会学,2013,硕士.
[39]王伟.支架式教学模式在高校篮球选项课中的实验研究[D].河北师范大学,体育教育训练学,2012,硕士.
[40]杨梅.波前像差引导的Epi-LASIK与波前像差引导的SBK手术临床疗效对比研究[D].河北医科大学,眼科学,2014,硕士.
[41]杨华夏.新闻工作者的思想现状与对策研究[D].河南农业大学,思想政治教育,2012,硕士.
[42]穆宝华.初中生人际关系素质与父母教养方式、人格特征的关系研究[D].内蒙古师范大学,心理健康教育（专业学位）,2013,硕士.
[43]陆佳.发形霞水母（Cyanea capillata）触手cDNA文库与蛋白组研究[D].第二军医大学,军事预防医学,2013,硕士.
[44]刘奕彤.中国高校“去行政化”对策研究[D].东北师范大学,行政管理,2012,硕士.
[45]常文桂.广西湘桂糖业集团有限公司绿色发展模式研究[D].广西民族大学,科学技术史,2013,硕士.
[46]薛庆华.全固态蓝光激光器噪声特性的研究[D].中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所）,光学工程,2004,硕士.
[47]钱益俊.省域住房价格影响因素的计量研究[D].厦门大学,应用统计,2014,硕士.
[48]朱翠冉.玄武岩纤维钢筋混凝土梁疲劳试验性能研究[D].内蒙古工业大学,结构工程,2013,硕士.
[49]毛有伦.通信建设工程决策探讨[J].邮电商情.2000(17)
[50]姬秋华.基于主从结构的微电网综合控制策略研究[D].南京航空航天大学,电机与电器,2013,硕士.