X射線掃描法測(cè)量干燥過(guò)程中杉木含水率及其分布的初步研究.pdf

1、在木材干燥過(guò)程中，含水率及其分布是重要的物理參數(shù)和調(diào)整干燥基準(zhǔn)的主要依據(jù)。因此，采用合適的方法，實(shí)現(xiàn)木材含水率及其分布準(zhǔn)確、快速測(cè)量具有非常重要的意義。本文以杉木為研究對(duì)象，采用X射線掃描法研究沿不同紋理方向掃描對(duì)含水率測(cè)量精度的影響;檢驗(yàn)X射線掃描法測(cè)定含水率分布的精度;在此基礎(chǔ)上系統(tǒng)研究干燥過(guò)程中溫度和相對(duì)濕度對(duì)木材內(nèi)含水率分布的影響以及干燥介質(zhì)對(duì)干燥速率的影響規(guī)律，為實(shí)現(xiàn)X射線掃描技術(shù)在干燥過(guò)程中檢測(cè)含水率及其動(dòng)態(tài)分布的應(yīng)用提供理

2、論依據(jù)。
　　 主要研究結(jié)果如下:
　　 1)沿不同紋理方向掃描對(duì)含水率測(cè)量精度的影響
　　 采用X射線掃描法所得到干燥過(guò)程中木材平均含水率的測(cè)量值與用稱(chēng)重法得到的含水率測(cè)量值十分接近，兩者之間相關(guān)的決定系數(shù)在0.99以上，絕對(duì)偏差在2％以?xún)?nèi);沿著木材徑向和縱向掃描時(shí)，平均含水率的測(cè)量精度略高于沿著弦向掃描時(shí)的含水率測(cè)量精度，但其偏差不大，在實(shí)際測(cè)量中可以忽略不計(jì);在實(shí)際應(yīng)用中，采用X射線掃描法測(cè)量木材內(nèi)的含水率

3、分布時(shí)，可以不考慮X射線所通過(guò)紋理方向的不同對(duì)測(cè)量精度的影響。
　　 2)X射線掃描法測(cè)定含水率分布的精度
　　 本試驗(yàn)條件下各個(gè)干燥階段，X射線掃描法測(cè)得的厚度方向各層含水率測(cè)量值與用切片法得到的含水率測(cè)量值之間無(wú)顯著差異(P＞0.05)，且兩者之間相關(guān)的決定系數(shù)在0.90以上;在干燥過(guò)程中，木材內(nèi)部的含水率呈現(xiàn)整體內(nèi)高外低的含水率梯度，隨著干燥過(guò)程的進(jìn)行，木材內(nèi)芯表層含水率差值呈現(xiàn)先增加后減小的趨勢(shì)。由此可見(jiàn)，采用X

4、射線掃描法測(cè)量干燥過(guò)程中木材含水率分布是切實(shí)可行的。
　　 3)干燥過(guò)程中溫度對(duì)木材內(nèi)含水率分布的影響
　　 在常規(guī)干燥過(guò)程中，木材內(nèi)存在內(nèi)高外低的含水率梯度場(chǎng)，當(dāng)木材內(nèi)平均含水率在30％以上時(shí)，這一現(xiàn)象較為明顯，當(dāng)木材內(nèi)平均含水率在10％以下時(shí)，木材內(nèi)水分分布較均勻;干燥初期(木材內(nèi)平均含水率大于35％)，隨著干燥介質(zhì)溫度的升高，表層含水率降低幅度逐漸增大;當(dāng)干燥介質(zhì)溫度達(dá)85℃時(shí)，木材芯表層的含水率差值最大;整個(gè)干燥

5、過(guò)程中，木材芯表層含水率差值呈現(xiàn)出先增加后減小的趨勢(shì)。
　　 4)干燥過(guò)程中相對(duì)濕度對(duì)木材內(nèi)含水率分布的影響
　　 當(dāng)干燥介質(zhì)濕度較低(20％、30％、40％)時(shí)，木材芯表層含水率差值呈現(xiàn)出先增加后減小的趨勢(shì)，當(dāng)干燥介質(zhì)濕度較高(50％、60％)時(shí)，木材芯表層的含水率差值逐漸減小。
　　 5)干燥介質(zhì)對(duì)于燥速率的影響
　　 溫度恒定時(shí)(75℃)，每個(gè)干燥介質(zhì)濕度下，纖維飽和點(diǎn)(FSP)以上各層干燥速率高于

6、FSP以下各層的干燥速率，且芯層的干燥速率高于表層的干燥速率;隨著干燥介質(zhì)濕度的增加，F(xiàn)SP以上及FSP以下芯層和表層干燥速率均呈遞減趨勢(shì)。
　　 相對(duì)濕度恒定時(shí)(40％)，整個(gè)干燥過(guò)程中各層平均干燥速率呈現(xiàn)與含水率梯度類(lèi)似的“內(nèi)高外低”曲線分布;在每個(gè)干燥介質(zhì)溫度下，F(xiàn)SP以上各層干燥速率高于FSP以下各層的干燥速率，且芯層的干燥速率高于表層的干燥速率;隨著干燥介質(zhì)溫度的升高，在FSP以上時(shí)，木材各層的干燥速率逐漸增大，在FS