兴安落叶松和马占相思锯材柔性真空干燥工艺研究

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本研究以25mm厚度兴安落叶松锯材和50mm厚度的马占相思锯材为试验对象,首次系统的进行了一系列柔性真空干燥研究,制定出初步的干燥基准。通过探究不同的干燥参数(温度和压力)对试材干燥速率、含水率分布、开裂和弯曲变形等影响及变化规律,优化干燥工艺,为柔性真空干燥技术的探索提供依据。本研究的主要结论如下:(1)在温度50℃、55℃、75℃,压力50mmHg、75mmHg、100mmHg(对应压力值6.67KPa、10KPa、13.3KPa)的条件下,兴安落叶松锯材和马占相思锯材的柔性真空试验均呈现如下规律:温度和压力对干燥速率影响显著,且温度影响大于压力影响。温度和压力存在交互效应,交互作用影响显著。在本研究中,考察干燥条件对干燥速率的影响时,应考虑两者的综合效果。相同温度条件下,随着压力的降低,干燥速率增大;相同压力条件下,随着温度的升高,干燥速率亦增大。(2)在柔性真空干燥过程中,兴安落叶松锯材的干燥曲线近似抛物线的一部分,拟合方程为二元一次方程;马占相思的干燥曲线近似于直线,即本研究中马占相思试材的干燥速率近似于恒速。(3)经柔性真空干燥后,两种锯材的含水率分布规律为:长度方向上,越靠近木材抽真空端头,含水率越低;厚度方向上,含水率分布没有明显规律,呈随机形状。压力对试材厚度上含水率偏差值的影响大于温度的影响。压力越低或温度越高,试材厚度上含水率偏差值越小。(4)在本试验条件下,落叶松锯材没有出现内裂,马占相思木材在温度60℃、压力50mmHg即6.67KPa的条件下出现少量内裂。(5)本研究中,温度对兴安落叶松宽度方向和厚度方向上的干缩率均有较大影响,压力对兴安落叶松宽度方向上的干缩率影响显著,且宽度方向上的干缩率约为厚度方向上的2倍。经不同温度干燥后的兴安落叶松干缩性变化不大。随着温度的升高或压力的降低,试材表裂数量和表裂长度增大,表裂宽度有加大趋势。兴安落叶松锯材的翘弯度受试材自身的特性影响较大,温度和压力对其影响不明显。温度和压力对顺弯、横弯、扭曲的影响程度为:温度>压力。(6)经本工艺干燥后,马占相思试材没有出现顺弯、翘曲和扭曲等现象。马占相思的皱缩程度和残余应力均随温度的增加而增大,残余应力随压力的降低而增大。(7)综合考虑干燥速率和干燥质量,兴安落叶松柔性真空干燥的优化工艺为温度T=55℃,压力P=50mmHg(6.67KPa),此时平均干燥速率为0.68%·h-1,干燥质量为一级。马占相思柔性真空干燥的优化工艺为温度T=60℃,压力P=75mmHg(10KPa),此时平均干燥速率为1.41%·h-1,干燥质量为一级。
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