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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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利用神经网络所具有的输入-输出之间的高度非线性映射关系,给出一种利用BP神经网络模型预测木材径向导热系数的方法.为了提高网络模型的泛化能力,采用规则化调整的方法.仿真结果表明:利用文中所提出的神经网络模型能够较准确、快速地预测木材径向导热系数的变化,其精度高于推导出的木材径向导热系数的理论公式. 相似文献
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本文依据气体分子运动论与传热学的基本理论，在２０～１００℃温度范围内，讨论了气干材传热过程中，木材内部水分的蒸发与水蒸汽扩散的行为，研究了温度变化对气手材导热系数发生影响的规律．在理论分析与实验数据分析的基础上，推广和扩充以往关于气干材导热系数的讨论，提出了一个描述气干材导热系数温度特性的公式，计算结果与实验值比较符合 相似文献
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Summary Familiarity with the mechanical and thermal processes in the mechanical defibering of wood is a prerequisite for an understanding of mechanical pulping methods. The thermal softening behaviour of wood components, which can be described by glass transitions, is of particular significance. Investigations on the thermoplastic behaviour of solid wood confirm that the thermal softening of wood occurs at 115–145°C. The thermal softening behaviour is largely dependent on wood moisture but also on the nature of the wood. The results obtained permit conclusions regarding the layout of technological processes in groundwood. 相似文献
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Tsunehisa Miki Hiroyuki Sugimoto Keisuke Kojiro Yuzo Furuta Kozo Kanayama 《Journal of Wood Science》2012,58(4):300-308
The thermal properties and transitions of solid and ground wood samples conditioned at different humidity conditions were investigated by temperature-modulated differential scanning calorimetry. A time-dependent transition was detected as an endothermic peak in the total and non-reversing heat flows and as a step change in the reversing heat flow during the first heating run of samples with moisture contents above 5?%, but it disappeared in the second heating run. These different thermal behaviors indicate that the effect of heat and moisture on the thermal properties of wood is history dependent. This step change in the reversing heat flow is considered to be a glass transition of moist wood. Other relaxation processes (e.g., enthalpy relaxation) occur simultaneously with this glass transition. The temperature ranges of the transition and the relaxation decreased drastically as the moisture content increased up to 11?%, while they remained almost constant at higher moisture contents. In addition, the transitions of the ground wood occurred at lower temperatures than those of the solid wood at similar moisture contents. Kissinger plots revealed that the apparent activation energy for the glass transition of the solid wood with a moisture content of 11?% was about 600?kJ/mol, whereas that of the ground wood was 220?kJ/mol. 相似文献
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本文从木材的化学组成和微观结构出发,从理论上推导出木材导温系数的理论表达式,应用该表达式计算20种左右木材弦向和径向导温系数,并与实验值对照,得出木材弦向导温系数与理论值的平均误差在7.2%,木材径向导温系数与理论值得误差为6.2%。 相似文献
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Brief report on theoretical research upon wood thermal property 总被引：2，自引：0，他引：2
lntroductionThermaIpropertiesofwoodsuchasspecificheat,thermalconductivityandsoonareparameterswhichisrequiredinscientificresearchandheattreatmentofwood.BecausewoodisakindofnaturaIpolymerorganismwhosechemicaleIementandmicrostruc-tureareverycomplicated,it'sverydif=ficulttostudyitsthermaIpropeFtytheoreticalIy,therefOre,foraImostonecentury,itwasbymeansofexperimentthatthescientistsathomeandabroadstudiedthethermalpropertyofwooddirectIy(Dunlap19121KotImann1968,Cheng1985,Gao1985,Zhang1986)Buttheq… 相似文献
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木材易产生吸湿变形和腐朽等问题，影响其应用效果。热改性处理可有效提升木材的尺寸稳定性和耐久性，并具有无毒、环保的特点，是一种极具潜力的木材改性方法。文中综述了木材组分（纤维素、半纤维素、木质素、抽提物）在热改性过程中发生的化学变化，以及木材树种和部位、处理介质、处理温度和时间对木材热降解的影响。经不同热改性工艺处理后，木材的化学成分变化存在较大差异。探明热改性工艺、热改性材化学成分变化和性能之间的响应机制，将有助于开发或优化热改性技术，从而得到性能优异的热改性材，拓宽其应用领域。 相似文献
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THEBASICTHERM0-DYNAMICFUNCTI0NOFW0ODThephysicalcharactersofwoodaremainlydependentonthecompositionofcellwall.Andthecelluloseisthemaincomponent,aswellastheframeworkma-terialofcellwall.Thecrystallinestructureofthecellu1osebe1ongstomonoclinicsys'tem.Regardingthewoodflbersasmo1ecu-larcrysta1swhichhavethecomp1exlattice,bystatistictheoryatheoreticalformulaofwoodtherma1capacitywasderivedatcon-stantvo1ume.C.=28RnD(H./T)(l).'Where:R--gasconstantn--molarnumberT-thermodynamictemperatureHD… 相似文献
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激光以其能量密度高、运行轨迹自如、方向性好等优点,被广泛用于木质材料切削加工以及表面处理等领域。其中,木质材料激光表面处理,即利用激光热/光电子效应促进材料发生物理、化学变化,以实现改性的目的。笔者对木质材料激光表面处理原理、激光类型与用途以及激光表面处理技术特点与应用领域等内容的研究现状进行了综述与分析。现有研究表明:材料对于不同波长激光的吸收系数差异明显,基于此特性可实现木质材料表层激光选择性消融,以满足不同应用场合的加工需求;其次,激光功率、激光扫描路径密度以及进给速度等激光工艺参数,决定了表面处理过程中能量密度及分布,进而影响木质材料表面改性强度与深度,通过对激光参数的优化可实现木质材料表面部分性能(如表面颜色、润湿性、功能性结构等)的精准改性。最后,还探讨了木质材料激光表面处理领域研究现状与趋势,阐明了研究的科学意义和未来研究方向,以期为创新木质材料表面处理技术、实现其提质增效提供理论指导,也为拓宽激光技术在木质材料加工领域的应用范围提供思路。 相似文献