X射線掃描法測量干燥過程中杉木含水率及其分布的初步研究.pdf

1、在木材干燥過程中，含水率及其分布是重要的物理參數和調整干燥基準的主要依據。因此，采用合適的方法，實現木材含水率及其分布準確、快速測量具有非常重要的意義。本文以杉木為研究對象，采用X射線掃描法研究沿不同紋理方向掃描對含水率測量精度的影響;檢驗X射線掃描法測定含水率分布的精度;在此基礎上系統研究干燥過程中溫度和相對濕度對木材內含水率分布的影響以及干燥介質對干燥速率的影響規(guī)律，為實現X射線掃描技術在干燥過程中檢測含水率及其動態(tài)分布的應用提供理

2、論依據。
　　 主要研究結果如下:
　　 1)沿不同紋理方向掃描對含水率測量精度的影響
　　 采用X射線掃描法所得到干燥過程中木材平均含水率的測量值與用稱重法得到的含水率測量值十分接近，兩者之間相關的決定系數在0.99以上，絕對偏差在2％以內;沿著木材徑向和縱向掃描時，平均含水率的測量精度略高于沿著弦向掃描時的含水率測量精度，但其偏差不大，在實際測量中可以忽略不計;在實際應用中，采用X射線掃描法測量木材內的含水率

3、分布時，可以不考慮X射線所通過紋理方向的不同對測量精度的影響。
　　 2)X射線掃描法測定含水率分布的精度
　　 本試驗條件下各個干燥階段，X射線掃描法測得的厚度方向各層含水率測量值與用切片法得到的含水率測量值之間無顯著差異(P＞0.05)，且兩者之間相關的決定系數在0.90以上;在干燥過程中，木材內部的含水率呈現整體內高外低的含水率梯度，隨著干燥過程的進行，木材內芯表層含水率差值呈現先增加后減小的趨勢。由此可見，采用X

4、射線掃描法測量干燥過程中木材含水率分布是切實可行的。
　　 3)干燥過程中溫度對木材內含水率分布的影響
　　 在常規(guī)干燥過程中，木材內存在內高外低的含水率梯度場，當木材內平均含水率在30％以上時，這一現象較為明顯，當木材內平均含水率在10％以下時，木材內水分分布較均勻;干燥初期(木材內平均含水率大于35％)，隨著干燥介質溫度的升高，表層含水率降低幅度逐漸增大;當干燥介質溫度達85℃時，木材芯表層的含水率差值最大;整個干燥

5、過程中，木材芯表層含水率差值呈現出先增加后減小的趨勢。
　　 4)干燥過程中相對濕度對木材內含水率分布的影響
　　 當干燥介質濕度較低(20％、30％、40％)時，木材芯表層含水率差值呈現出先增加后減小的趨勢，當干燥介質濕度較高(50％、60％)時，木材芯表層的含水率差值逐漸減小。
　　 5)干燥介質對于燥速率的影響
　　 溫度恒定時(75℃)，每個干燥介質濕度下，纖維飽和點(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;隨著干燥介質濕度的增加，FSP以上及FSP以下芯層和表層干燥速率均呈遞減趨勢。
　　 相對濕度恒定時(40％)，整個干燥過程中各層平均干燥速率呈現與含水率梯度類似的“內高外低”曲線分布;在每個干燥介質溫度下，FSP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;隨著干燥介質溫度的升高，在FSP以上時，木材各層的干燥速率逐漸增大，在FS