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木材导热系数的理论表达式(英文) 总被引：7，自引：0，他引：7
本文从木材的微观结构出发，应用物理力学导出木材弦向和径向导热系数的理论表达式 ，计算20种左右木材导热系数并与相同条件下的实验值比较，平均误差在5%附近，两者吻合 程度令人满意。 相似文献
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【目的】提出一种基于有限差分法逆求木材导热系数的方法，以期弥补传统测量法设备复杂、价格高昂的不足，为后续建立导热系数的回归方程提供可靠数据。【方法】运用一维热传导控制方程描述木材升温过程中内部温度变化。以兴安落叶松弦切锯材为对象，通过试验获得锯材沿厚度方向的温度数据(温度检测：使用NEC Remote Scanner Jr． DC3100多点信号巡检仪通过埋入锯材的 T形热电偶获得)，采用有限差分逆求法，合理化边界条件后编程求解其在不同含水率、不同温度下的径向导热系数(其中，控制方程离散后的导热系数差分矩阵采用追赶法求解，所有差分方程均在 Matlab2010b软件编程并运行)，探讨并分析其随含水率、温度的变化规律。【结果】1)兴安落叶松锯材径向导热系数计算值沿厚度方向存在一定波动性，但其平均值0.1061 W·m －1 K －1(标准差0.0108)符合实际要求，且与理论计算值(0.1109，0.1252W·m －1 K －1)较为接近；2)含水率、温度对导热系数影响显著，且前者影响高于后者(含水率与温度的 F－检验分别为126.9421，99.0083)；含水率、温度共同作用对导热系数亦存在显著影响(交互作用的 F －检验为164.2975)；导热系数随含水率的升高而增大，随温度的升高亦增大；3)木材材性与内部含水率分布对导热系数的影响较大。【结论】通过试验获得木材内部可靠的温度分布与变化数据后，运用有限差分逆求法可快速、准确获得内部与测温点相对应位置的导热系数，尽管计算值存在一定波动性，但其平均值与理论计算值相吻合，说明运用该方法测算木材导热系数是可行的。相比传统导热系数测量方法，该方法最大优势在于经济且不受试样尺寸限制；同时，可以测算试样内部任意层位置导热系数。今后为提高测算精度，木材内部由于水分迁移产生的热量变化与材性差异应考虑使用该方法；同时，为推广此方法，将程序可视化亦是今后研究的方向。 相似文献
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土壤导热系数是土壤温差发电系统设计和优化等研究过程中最基本的参数,其具体数值常受到多种因素的影响。本研究的目的是建立能够有效预测不同因素下土壤导热系数的模型。在结合土壤自身多孔介质特性和固液气三相组成的基础上,构建土壤三组分随机混合重构模型,提出一种根据土壤干密度和质量含水率来计算土壤有效导热系数的方法。同时利用Hot Disk热常数分析仪实际测量32个不同含水率、不同干密度土壤样本的导热系数,对新建立的导热系数预测模型进行了测试验证。结果表明,本文提出的导热系数预测结果平均误差为3.05%,最大误差为10.82%;利用预测模型与前人研究实验值进行对比,平均误差为10.31%,最大误差为19.26%。结果证明该模型能较好地预测土壤导热系数。结合预测模型研究了土壤导热系数的影响因素,得到导热系数与干密度和质量含水率呈明显的正相关关系;并发现土壤在冻结状态下,导热性能明显增强。 相似文献
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基于优化卷积神经网络的木材缺陷检测 总被引：1，自引：0，他引：1
针对深度学习中的卷积神经网络算法,在木材无损检测过程中存在缺陷定位不准确、缺陷轮廓和边界信息不完整、识别精度需进一步提高等问题,利用非下采样剪切波变换最优稀疏表示特性,以及简单线性迭代聚类算法能很好地保持像素紧凑度和图像边界轮廓的优点,设计了一种优化的卷积神经网络算法,以提高木材无损检测的准确率。首先采用非下采样剪切波变换对采集的木材图像进行简单预处理,保留木材图像的缺陷特征不丢失,降低图像处理的复杂度以及运算量;然后利用卷积神经网络对木材图像实现深层次的算法设计,同时应用简单线性迭代聚类算法对初步模型进行增强改进,提取出相对准确的木材缺陷轮廓;最后通过反复调整参数和调试优化器,优化卷积神经网络算法的收敛速度,提高学习和运算效率,完善卷积神经网络对木材缺陷轮廓的提取,在降低运算复杂度的同时,提高其精度,具有良好的鲁棒性。相比径向基函数(RBF)神经网络、向后反馈-径向基函数(BP-RBF)混合神经网络和卷积神经网络,本算法对木材缺陷具有更好的识别效果,其识别准确率达到98.6%左右,且识别时间相对更短。 相似文献
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Thermal conductivity and diffusivity of wood 总被引：5，自引：0，他引：5
Summary Transient simultaneous measurements of thermal conductivity and diffusivity of Swedish wood have been performed with the
plane source technique on oven-dry hardwood (birch) samples at room temperature and at 100 °C. The influences of temperature,
density, porosity and anisotropy on thermal conduction were investigated. The measurements were done in longitudinal (parallel
to the grain) and transverse (intermediate between radial and tangential) directions. As the temperature increased from 20
to 100 °C, the thermal conductivity of each sample increased slightly for both longitudinal and transverse directions. The
effect of density and porosity on the thermal conductivity may be related to the presence of other scattering mechanisms such
as voids and cell boundaries. It seems that the dominant mechanism of heat transfer across the cell lumina in these types
of wood is the heat conduction through the voids. An attempt was made to explain the behaviour of the effective thermal conductivity
by adopting a model based on the ratio between heat conduction in parallel and serial layers of gas, liquid, and solid phases.
Received 7 May 1997 相似文献
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利用木材天然多孔的网状结构及富含活性基团羟基和羧基的特性,通过冷热水循环结合冷冻处理的方式,提高了木材的渗透性;利用脉冲式真空浸渍法将氧化石墨烯(GO)与木材充分结合,再使用热压法将木材内部的GO还原,使木材具有三维导电性能。结果表明:当GO质量浓度为3 mg/m L,压缩率为45%,热压温度为220℃,热压时间为45 min时,木材/石墨烯三维导电材料(3D-W/r GO)性能最佳,纵向、径向和弦向体阻率分别为3.0×102,7.0×102和3.9×103Ω·cm。对3D-W/r GO的形貌、结构和性能进行研究,激光共聚焦显微镜和扫描电子显微镜分析结果表明,还原性氧化石墨烯(r GO)在木材管道中均匀分布;X射线光电子能谱和傅里叶红外光谱表明,GO以酯键和氢键的形式与木材紧密结合,且r GO在木材机体中的还原程度较大;X射线衍射光谱分析显示,材料结晶度数值减小;综合热分析表明,材料的热稳定性有所提高。和木材相比,3D-W/r GO的力学性能及尺寸稳定性均有明显提升,是一种极具前景的导电材料。 相似文献
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The thermal diffusivity, specific heat, and thermal conductivity of 13 species of wood were measured by means of the laser flash method to investigate the thermal properties of wood during the heating process. The temperature ranged from room temperature to 270°C in air or under vacuum. The thermal diffusivity varied little during the heating process up to 240°C. The values in air were larger than those under vacuum. There was a linear relation between the specific heat and the ambient temperature, and the specific heat under vacuum was larger than that in air at high temperature. The thermal conductivity increased with density and the ambient temperature. To discuss the effects of the atmospheric conditions on the thermal constants of wood, a theoretical model of thermal conductivity was proposed and its validity examined, where the wood was assumed to be a uniformly distributed material composed of cell walls and air.Part of this paper was presented at the 47th annual meeting of Japan Wood Research Society at Kochi, April 1997 相似文献