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1、厚木材微波干燥工艺的研究福建林学院2007,27(4):370—375JournalofFujianCollegeofForestry第27卷第3期2007年7月厚木材微波干燥工艺的研究张文辉(福建农林大学机电工程学院,福建福州350002)摘要:通过厚木材微波干燥的对比实验,探索干燥工艺.测定并分析了2种微波腔内的场强分布情况和制热效率,同频率不同功率,不同间歇时间下,厚木材干燥过程的温度,干燥速率和含水率的变化规律,对"正热源"的形成和临界干燥温度的确定做了进一步的探讨.温控下的厚木材微波干燥不仅避免了"温度失
2、控现象",而且干燥效率也较高.关键词:微波;临界温度;正热源;木材中图分类号:TQ028.677文献标识码:A文章编号:1001—389X(2007)04—0370—06TechniquesofthickwooddryingbymicrowaveZHANGWen.hui(CollegeofMechanicalandElectricalEngineering,FujianAgricultureandForestryUniversity,Fuzhou,F~ian350002,China)Abstract:Techniq
3、uesofthickwooddryingbymicrowavewerecomparedbyexperiments,thedistributingofelectricfieldintensityandfrequencyweredeterminedandanalyzedintwokindsofmicrowavechest.Itaffordedreliabledatef0rmenextexperiments.Thechangingregularitiesoftemperature,drngvelocity,moistur
4、econtentofwoodweredeterminedatdifferentpowem,differentin-termlttenttimeatthe8~l'lefrequency.11lepositiveheatresourceandthecriticaldryingtemperatureweredeeplyexplored.etern-peratureofwoodmicrowavedryingwereabletocontrolnotonlyavoidtemperaturewentamuckbutalsoeff
5、iciency.Keywords:microwave;edfiCalte~nperature;positiveheatres0ur℃e:wood用微波干燥木材是一种最有效的快速干燥方法,经过30多年的努力,虽然已经取得了较大的成绩,但在研究的深度和广度上还显得不够.如果干燥工艺控制不当,在实际应用中极易出现"温度失控现象",在木材内部易出现炸裂和炭化,主要是因为对木材微波干燥过程温度的分布没有正确清楚的认识.木材微波干燥过程温度的分布有2种看法,一种是"体热源"…,即木材微波干燥全过程温度随厚度(径向)的分布是均匀
6、的,不存在温度梯度;另一种是"正热源"J,即木材微波干燥过程温度随厚度(径向)的分布是不均匀的,温度分布遵循里高外低的梯度规律J.厚木材微波干燥全过程温度随厚度分布的变化规律,温度梯度和含水率梯度的关系,本文通过实验作了定量的分析,总结了各阶段的临界干燥工艺参数J,通过表面温度的限制达到内部温度的控制,杜绝"温度失控现象"的发生.通过这种物理的方法防止木材内燃,比用添加化学阻燃剂的方法更经济,更环保.1木材微波干燥的基本原理与特点,1.1木材微波干燥的基本原理微波是一种电磁波,本实验用的微波(频率:2450MHz)
7、为分米波段,波段代号为LS.电磁波具有波粒二象性,根据量子理论,微波辐射的能量是不连续的,是由一个个的"能量子"所组成,每个量子具有的能量是E=其中h=6.626×10J?s,是普朗克常量,厂是频率.微波干燥时应考虑到这种量子效应.木材是一种生物材料,由高分子物质和低分子物质组成.高分子物质由纤维素,半纤维素和木质素基金项目:国家自然科学基金资助项目(30371134);福建省教育厅科学基金资助项目(JA07078);福建农林大学青年基金资助项目(051323).作者简介:张文辉(1968一),男,福建南平人,讲师
8、,从事材料物理和现代仪器设备的研究.收稿嗣嘏:2007一o4—16:修回日期:2007—06—20.第4期张文辉:厚木材微波干燥工艺的研究371组成,低分子物质由木材抽提物(酯和甘油等)和灰粉组成.通常木材含有一定的水分,含有一定水分的木材在微波的作用下发生能量的转化,木材高低分子和水分子吸收微波能量的同时温度迅速升高水分子摆脱吸附和束缚逐渐离开木材,木材得
