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块状木材含水率调控新方法——加水平衡法工艺优化
1
作者 钱露潇 高鑫 +2 位作者 吕建雄 董友明 施静波 《林业科学》 北大核心 2025年第10期38-48,共11页
【目的】针对常用饱和盐溶液法和饱水干燥法等木材含水率调控方法存在平衡时间长、调控精度差等难以满足核磁共振技术测试需求的问题,提出一种新的适用于木材核磁共振研究的含水率调控新方法——加水平衡法,以缩短调控时间、提高调控精... 【目的】针对常用饱和盐溶液法和饱水干燥法等木材含水率调控方法存在平衡时间长、调控精度差等难以满足核磁共振技术测试需求的问题,提出一种新的适用于木材核磁共振研究的含水率调控新方法——加水平衡法,以缩短调控时间、提高调控精度。【方法】采用加水平衡法调控杨木试样至目标含水率5%、15%和25%。加水后,平衡工艺设定为:平衡温度为45℃,平衡时间为48、72和96 h;平衡温度为60和75℃,平衡时间为24、48和72 h。对试样沿加水方向含水率梯度及由低场核磁共振试验所得横向弛豫时间图谱进行分析,优化平衡温度和平衡时间。【结果】45、60和75℃平衡温度下,平衡时间对样品实际含水率偏差和标准差无明显影响。相似目标含水率条件下,加水平衡法所得样品实际含水率偏差总体上小于饱和盐溶液法相应数值。目标含水率为5%和15%时,试样在45℃下平衡72 h或在60℃下平衡48 h后,其内部含水率梯度基本趋于稳定;目标含水率为25%时,该临界工艺条件为45℃下平衡72 h或60℃下平衡24 h。室温下二次平衡工艺可进一步减小试样内部含水率梯度,使其趋近准平衡态。目标含水率为15%、平衡温度为75℃、平衡时间为24 h以及目标含水率为25%、平衡温度为60℃、平衡时间为24 h工艺条件下获得的试样横向弛豫时间图谱中存在多个峰,其余工艺条件下图谱中仅存在单一吸着水峰。综合试样含水率梯度及核磁图谱结果获得加水平衡法的最优工艺为:45℃下平衡72 h或60℃下平衡48 h。【结论】相较于传统方法,加水平衡法的效率和所得实际含水率精度更高,为木材核磁共振表征中的含水率调控提供了新途径。 展开更多
关键词 木材 核磁共振 含水率调控 加水平衡法 横向弛豫时间
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30mm厚斜叶桉锯材常规间歇干燥基准 被引量：2
2
作者 施静波 程帅 +2 位作者 董会军 曾金盛 蔡家斌 《北京林业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第11期132-139,共8页
【目的】产自澳大利亚的斜叶桉木材渗透性极低,常规干燥过程中极易开裂、皱缩,难以保证质量。本研究在常规干燥工艺中引入间歇处理,制定常规间歇干燥基准,缩短斜叶桉锯材干燥时间的同时提升其干燥质量。【方法】采用100℃试验法测定斜... 【目的】产自澳大利亚的斜叶桉木材渗透性极低,常规干燥过程中极易开裂、皱缩,难以保证质量。本研究在常规干燥工艺中引入间歇处理,制定常规间歇干燥基准,缩短斜叶桉锯材干燥时间的同时提升其干燥质量。【方法】采用100℃试验法测定斜叶桉木材干燥缺陷等级,拟定干燥初终期条件。结合Keylwerth研究,用图表法得到初步常规干燥基准,干燥30 mm厚斜叶桉锯材。根据干燥初期锯材表面的皱缩程度,设置间歇处理,修订原基准。依据GB/T 6491-2012《锯材干燥质量》,从含水率梯度、弯曲、开裂程度、皱缩等方面评价锯材干燥质量。【结果】本研究中斜叶桉试件平均基本密度为(558±21) kg/m^(3)。综合弦切和径切试件测得的缺陷等级,评定斜叶桉木材干燥缺陷等级为初期开裂4级,内裂5级和截面变形5级。据此拟定30 mm厚斜叶桉锯材常规干燥基准的初始温度为46℃,初期干湿球温差为1.5℃,后期最高温度为67℃。干燥过程中试件平均含水率为37.7%、34.4%和24.4%时,观察到严重皱缩,做了3次间歇处理,处理时长分别为16、8和8 h。试件从61.0%的平均初含水率干燥到10.8%的终含水率,共耗时20 d,平均干燥速率为0.10%/h。试件厚度方向含水率偏差为0.70%,可见干燥缺陷指标中顺弯、翘弯、扭曲、纵裂、内裂均达到一级标准,但试件横弯和皱缩较严重,仅能达到三级标准。【结论】100℃试验法表明:由皱缩导致的截面变形为斜叶桉木材最为严重的干燥缺陷,且径切板的皱缩程度要大于弦切板。在依据100℃试验制定的初步干燥基准中加入间歇处理,能够较为有效地缓解和抑制皱缩。本研究中干燥的30 mm厚斜叶桉锯材仍然存在少量皱缩,未达到GB/T 6491-2012中锯材干燥质量二级指标。但是,干燥时间比传统的大气干燥+常规干燥的联合干燥方式减少约90%,且干燥质量有所提高。本研究推荐的常规间歇干燥基准可为斜叶桉锯材的实际应用提供科学依据。 展开更多
关键词 斜叶桉 100℃试验 间歇干燥基准 皱缩
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蓖麻秆制造人造板研究初探 被引量：7
3
作者 李晓平 施静波 潘明珠 《林业科技开发》 2008年第3期77-79,共3页
分析了蓖麻秆的供应现状和蓖麻秆的原料特性,认为蓖麻秆用作人造板工业化生产是可行的;并在实验室试制了蓖麻秆刨花板和蓖麻秆纤维板,按照相关国家标准测试了板材的主要性能。结果表明,当脲醛树脂胶施胶量为12%、热压温度180℃、热压时... 分析了蓖麻秆的供应现状和蓖麻秆的原料特性,认为蓖麻秆用作人造板工业化生产是可行的;并在实验室试制了蓖麻秆刨花板和蓖麻秆纤维板,按照相关国家标准测试了板材的主要性能。结果表明,当脲醛树脂胶施胶量为12%、热压温度180℃、热压时间30 s/mm、板材密度为0.8 g/cm3时,蓖麻秆刨花板的主要性能均能达到国家刨花板标准要求;当施胶量达到16%、热压温度180℃、热压时间30 s/mm、密度为0.86 g/cm3时,不添加防水剂的蓖麻秆纤维板除了吸水厚度膨胀率外,其余指标均能达到国家标准要求。 展开更多
关键词 蓖麻秆 刨花板 纤维板 板材性能
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基于费用效益分析的工业供水项目再生水定价
4
作者 施静波 俞祎波 +2 位作者 李岚兰 周宏伟 姚俊 《人民长江》 北大核心 2024年第2期134-138,共5页
再生水利用系统建设需要综合考虑资源、环境、社会等外部效益,合理制定再生水水价才能有效激励政府和用水户选择再生水。通过研究构建了费用效益分析计算体系,综合考虑了再生水项目的建设运营费用和再生水项目相对其他水源供水产生的资... 再生水利用系统建设需要综合考虑资源、环境、社会等外部效益,合理制定再生水水价才能有效激励政府和用水户选择再生水。通过研究构建了费用效益分析计算体系,综合考虑了再生水项目的建设运营费用和再生水项目相对其他水源供水产生的资源环境效益,利用增量净年值法评价再生水项目经济可行性,并提出替代方案法计算再生水的合理定价。将该方法应用于安吉县某工业用水项目的再生水定价中。通过分析可知:再生水供水方案相对自来水供水和西苕溪取水方案经济可行;在兼顾了不增加用水户用水负担和保护水资源环境的前提下,采用替代方案法计算得到再生水合理定价区间为1.26~1.41元/m^(3). 展开更多
关键词 再生水利用 再生水水价 费用效益分析 经济评价
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不同环境时云杉热处理材颜色稳定性的比较 被引量：1
5
作者 秦子阳 丁涛 +2 位作者 栾若桐 杨琴 施静波 《东北林业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第10期121-128,共8页
为了解热处理木材在不同使用环境时的颜色变化情况,以云杉为研究试材,分别在180、200、215℃时进行热处理,将热处理材、对照材分别放置于室外、过渡空间(飘窗)、室内3个环境,记录并比较试材在1 a周期内明度(L^(*))、色度指标(a^(*),b^(... 为了解热处理木材在不同使用环境时的颜色变化情况,以云杉为研究试材,分别在180、200、215℃时进行热处理,将热处理材、对照材分别放置于室外、过渡空间(飘窗)、室内3个环境,记录并比较试材在1 a周期内明度(L^(*))、色度指标(a^(*),b^(*))的变化。结果表明:在3种试验环境时,热处理材的试验前后色差值都小于对照材,显示了更高的材色稳定性。在室外环境,各试材最终材色都呈暗灰色,热处理材和对照材在1 a后的色差小于6.25,说明在室外环境时,通过改善材色稳定性带来的实用价值并不明显。相反,在室内环境时,对照材在试验前后的纵向色差为5.4,而热处理材色差仅为2.21~3.20,说明热处理材、对照材都能较好地保留原有材色特点。而过渡空间具有独特的微气侯特点,热处理材基本保持了原有的材色,其中180℃热处理材、200℃热处理材前后色差仅有4.76、8.56,而对照材则显现出明显的材色变化,试验前后色差为19.09,表明热处理材在阳台、飘窗等环境中具有性能优势和应用潜力。 展开更多
关键词 热处理 云杉 颜色 室外空间 过渡空间 室内空间
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热处理升温速率对柞木微观结构和物理力学性能的影响 被引量：2
6
作者 陆健 丁涛 +1 位作者 施静波 杜静静 《林业工程学报》 CSCD 北大核心 2023年第6期76-83,共8页
升温速率对木材热处理的产品性能和反应机制都会产生显著影响,对生产实践操作也具有重要作用,但相关研究十分缺乏。以柞木为试样,在常压过热蒸汽条件下以5,10,15,20和25℃/h的升温速率分别升温至200℃进行热处理。分析处理材的主要化学... 升温速率对木材热处理的产品性能和反应机制都会产生显著影响,对生产实践操作也具有重要作用,但相关研究十分缺乏。以柞木为试样,在常压过热蒸汽条件下以5,10,15,20和25℃/h的升温速率分别升温至200℃进行热处理。分析处理材的主要化学组分和结构,并测试其主要物理力学性能,探索升温速率对处理材结构和性能的影响,为木材热处理技术的优化应用提供参考。结果表明:热处理升温速率对柞木化学组成和结构都具有显著影响。细胞壁半纤维素含量随升温速率的减小而下降,而木素的相对含量则随着升温速率的减小而提高,纤维素含量受热处理影响很小,但微纤丝结构发生明显变化。不同升温速率水平下热处理柞木的主要性能也呈规律性变化。热处理后柞木的静态与动态弹性模量均有所增加,且都随着升温速率的下降先增大后减小,与微纤丝结晶度的变化趋势高度一致。热处理后柞木的吸湿性随升温速率的减小而逐步下降,并与半纤维素浓度的变化密切相关。综上可见,升温速率是调节热处理柞木性能的有效工艺参数,但试材性能的变化与升温速率之间并非都是线性关系,应根据木材热处理的主要性能需求,结合生产效率和安全性等综合因素确定木材热处理的升温速率。 展开更多
关键词 热处理 升温速率 柞木 微观结构 物理力学性能
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不同温度下斜叶桉木材吸湿、解吸等温线与热力学性质 被引量：1
7
作者 曹树扬 施静波 +1 位作者 董友明 吕建雄 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期5095-5105,共11页
近年来斜叶桉(Eucalyptus obliqua)木材广受国内市场欢迎,需求量大,但尚无高效可行的常规干燥工艺,需对其吸湿性及热力学性质进行深入研究。本文利用恒温恒湿箱法研究了斜叶桉在不同温度下(30℃、45℃、60℃、75℃)的等温吸湿、解吸特性... 近年来斜叶桉(Eucalyptus obliqua)木材广受国内市场欢迎,需求量大,但尚无高效可行的常规干燥工艺,需对其吸湿性及热力学性质进行深入研究。本文利用恒温恒湿箱法研究了斜叶桉在不同温度下(30℃、45℃、60℃、75℃)的等温吸湿、解吸特性,并通过GAB和H-H模型对吸湿和解吸等温线进行拟合,对吸湿滞后现象,以及有效比表面积S、净等量吸湿热Q_(st)、总润湿热W_(0)、微分熵ΔS、吉布斯自由能变ΔG、扩张压力Φ、焓熵补偿等热力学性质进行了分析。结果表明,斜叶桉木材的吸湿和解吸等温线为Ⅱ型,且GAB和H-H模型均适用于木材-水分体系(R^(2)大于0.999)。恒定温度下,试样平衡含水率(EMC)随水分活度的增加而增加。恒定水分活度下,EMC和吸湿滞后程度均随温度的升高而降低。有效比表面积随着温度升高而降低。总体上,吸湿过程净等量吸湿热和微分熵为负值,而解吸过程为正值,净等量吸湿热和微分熵的大小均随EMC先增大后减小,直至趋近于0。解吸过程总润湿热绝对值为83.7k J/mol,远大于吸湿过程的32.2k J/mol。等速温度和平均调和温度不一致,焓熵补偿理论成立。吸湿、解吸过程均为焓驱动,不同的是吸湿为自发过程,解吸为非自发过程。扩张压力会随着水分活度的升高而升高,吸湿过程中,温度对于扩张压力的影响无明显规律,而在解吸过程中,扩张压力随温度的升高而升高。 展开更多
关键词 斜叶桉木材 吸湿、解吸等温线 GAB和H-H模型 热力学性质
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大片薄刨花低温干燥变形影响因素及原因分析
8
作者 王子恕 施静波 +4 位作者 徐德良 周晓燕 梅长彤 曹树扬 纪佳俊 《林业工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第5期53-60,共8页
大片薄刨花采用常规滚筒干燥工艺变形显著,影响施胶、铺装及热压等一系列后续工艺,最终降低生产的刨花板力学性能。低温网带式干燥工艺作为一种新型刨花干燥工艺被提出来解决大片薄刨花干燥的变形问题。然而,此方面的研究非常少,阻碍了... 大片薄刨花采用常规滚筒干燥工艺变形显著,影响施胶、铺装及热压等一系列后续工艺,最终降低生产的刨花板力学性能。低温网带式干燥工艺作为一种新型刨花干燥工艺被提出来解决大片薄刨花干燥的变形问题。然而,此方面的研究非常少,阻碍了该工艺的应用和推广。研究了单片辐射松大片刨花在相对较低的140℃恒定干燥温度下,其纹理方向、厚度和长宽比对刨花变形的影响,为后续大片刨花低温网带式干燥工艺的优化奠定理论基础。刨花纹理方向与长边角度具体控制为0°~30°,31°~60°和61°~90°;平均厚度控制为0.37,0.45,0.55和0.65 mm;长宽比控制为3.5,4.5,5.5和6.5。干燥结束后刨花的变形程度通过自定义的变形高度∶刨花长宽比、变形高度∶刨花长度及变形高度∶刨花宽度定量评定。此外,利用X射线计算机断层成像(X-ray computed tomography,X-CT)技术探索了单片刨花干燥过程中含水率分布情况,利用低场核磁共振(low-field nuclear magnetic resonance,LF-NMR)技术探索了辐射松早材和晚材试样干燥过程中水分分布的差异,基于此分析了刨花变形的机理。结果表明,140℃干燥温度下辐射松刨花的纹理方向、厚度、长宽比均显著影响刨花干燥后的变形。刨花纹理方向与长边夹角越大、刨花越薄,干燥后刨花变形程度越大。刨花长宽比对干燥变形的影响随变形评价指标的变化而变化。干燥过程中刨花内部与边缘的含水率差异以及早晚材差异是导致刨花变形的主要原因。 展开更多
关键词 大片薄刨花 低温干燥 刨花变形 X射线计算机断层成像(X-CT) 低场核磁共振(LF-NMR)
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