發(fā)布時(shí)間：2018-05-24 00:26

  本文選題：新疆楊 + 生理干燥�。� 參考：《內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)》2016年博士論文

【摘要】：木材是一種天然綠色可再生生物質(zhì)材料,其性能與含水率密切相關(guān)。合理干燥可使其具有良好的加工和使用性能。然而常規(guī)干燥耗能巨大,新型節(jié)能干燥技術(shù),如除濕干燥、太陽(yáng)能干燥、熱泵干燥等,由于多種原因尚未形成規(guī)模化應(yīng)用,因此,本文利用樹木蒸騰作用這一生理特性,提出基于蒸騰作用降低木材水分的預(yù)干燥技術(shù)——生理干燥,對(duì)降低干燥能耗具有重要的理論意義和現(xiàn)實(shí)意義。本論文通過(guò)對(duì)新疆楊進(jìn)行邊材切斷處理,切斷其自根部的水分來(lái)源,同時(shí)對(duì)其進(jìn)行保留樹冠、移除樹冠、垂直放置、傾斜45°放置和平躺放置等幾種處理,測(cè)定了不同處理后新疆楊的含水率、樹葉蒸騰特性變化情況,水分橫向弛豫時(shí)間特性、水分存在狀態(tài)及變化以及水相關(guān)孔隙結(jié)構(gòu)及變化情況,分析了樹干邊材水分散失的主要?jiǎng)恿?影響水分散失的影響因素,并通過(guò)分析生理干燥過(guò)程中水分狀態(tài)及水相關(guān)孔隙結(jié)構(gòu)變化情況,探討了水分遷移規(guī)律,最后提出了楊樹活立木生理干燥過(guò)程中水分傳輸和散失的機(jī)理。本論文的主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)論為：(1)通過(guò)對(duì)新疆楊立木進(jìn)行底部水分切斷及移除／保留樹冠處理,測(cè)定了楊樹活立木生理干燥過(guò)程中的含水率變化情況和樹葉蒸騰特性,研究表明：含水率在9天內(nèi)由60.54%下降到41.32%,平均下降速率為2.30% MC/天,但邊材含水率的快速下降主要發(fā)生在前3-5天；樹葉蒸騰作用是水分下降的主要?jiǎng)恿�和原因；樹葉蒸騰速率同木材含水率的下降呈正相關(guān)關(guān)系；正常生長(zhǎng)的新疆楊和經(jīng)水分切斷處理后的新疆楊,其蒸騰速率和氣孔導(dǎo)度均隨相對(duì)濕度的增加而增加,隨蒸汽壓差和空氣溫度的增加而降低,而且水分散失主要在空氣-葉面溫差為1°C-3°C之間發(fā)生。(2)在新疆楊進(jìn)行水分切斷處理后,分別使其保持直立、傾斜45°和平躺于地面三種位置,測(cè)定了新疆楊木材水分降低過(guò)程中木材含水率、樹葉蒸騰特性的變化情況,研究表明：水分切斷處理會(huì)使新疆楊的樹葉蒸騰速率顯著下降,但不同放置方式對(duì)樹葉蒸騰作用的影響不大；不同放置方式對(duì)新疆楊木材含水率下降或水分散失的影響不大,水分的快速散失主要發(fā)生在水分切斷處理后的3-5天；隨著相對(duì)濕度的增加或者蒸汽壓差的降低,蒸騰速率越大,水分散失速率越快。(3)為了探討生理干燥過(guò)程中的水分存在狀態(tài)及變化,提出用低溫和室溫低場(chǎng)核磁共振方法測(cè)定了新疆楊邊材的自由水／結(jié)合水橫向弛豫時(shí)間截止時(shí)間T2cutoff,并根據(jù)該截止時(shí)間,計(jì)算了生理干燥過(guò)程中自由水、結(jié)合水的含量、自由水／結(jié)合水的比值以及它們的變化情況,研究表明：楊木心邊材的自由水／結(jié)合水截止時(shí)間T2cutoff存在較明顯的差異,心材的T2cutoff值約為91.07±15.07 ms,邊材的T2cutoff值約為36.82±7.12 ms；在常規(guī)干燥過(guò)程中,新疆楊邊材中的水分主要存在自由水和結(jié)合水兩種狀態(tài)；切斷邊材處理的各組新疆楊,在切斷水分至樹葉完全枯萎期間,隨著含水率的下降,自由水和結(jié)合水均呈下降的趨勢(shì),自由水降至5%左右,結(jié)合水下降至30%左右,而在樹葉枯萎后,自由水會(huì)部分轉(zhuǎn)化成結(jié)合水,使結(jié)合水上升至35%左右；在水分降低過(guò)程中,對(duì)照組新疆楊的Ω值一直呈上升趨勢(shì),新陳代謝的能力不斷增強(qiáng),而切斷邊材處理的各組新疆楊的Ω值整體都呈下降趨勢(shì),新陳代謝水平不斷降低。(4)為了探討生理干燥過(guò)程中水分的遷移規(guī)律,從孔隙結(jié)構(gòu)與水分移動(dòng)關(guān)系的角度出發(fā),提出通過(guò)表面弛豫率這一參數(shù)將木材水分的橫向弛豫時(shí)間分布譜轉(zhuǎn)化成木材內(nèi)部與水相關(guān)的孔隙分布情況,分析了水分降低過(guò)程中各處理組新疆楊邊材的水相關(guān)孔隙結(jié)構(gòu)及其變化情況,研究表明：本試驗(yàn)所用新疆楊的水相關(guān)孔隙結(jié)構(gòu)呈納米級(jí)至微米級(jí)多尺度分布,在各級(jí)孔隙中,介孔孔隙(2 nmr250 nm)所占的比例最大,平均約為51.88%,其次為納米級(jí)大孔(50nmr3100nm),約占23.99%,中微米級(jí)大孔(1μmr515μm)和小微米級(jí)大孔(100 nmr41μm),分別占10.62%和8.04%,大微米級(jí)大孔(15μmr640μm)約占4.59%,微孔孔隙(r12nm)和超大微米級(jí)大孔(r740μm)所占比例都很小,不超過(guò)1%；對(duì)照組新疆楊邊材的水相關(guān)孔隙總體積在試驗(yàn)過(guò)程中呈增加趨勢(shì),切斷水分后不同放置方式新疆楊的水相關(guān)孔隙總體積均呈下降趨勢(shì)；在水分降低過(guò)程中,介孔(r2)孔隙體積的變化趨勢(shì)與對(duì)照組的相同,呈增加趨勢(shì),其余各級(jí)孔隙(r3,,r4,r5,r6)結(jié)構(gòu)的孔體積均呈下降趨勢(shì)。其中,納米級(jí)大孔(r3)和小微米級(jí)大孔(r4)的孔體積都呈較明顯的下降趨勢(shì)。(5)在綜合分析上述研究結(jié)果的基礎(chǔ)上,提出了生理干燥過(guò)程中水分傳輸和散失機(jī)理：葉內(nèi)水分在葉片與周圍環(huán)境蒸汽壓差的作用下擴(kuò)散到大氣中,在木質(zhì)部細(xì)胞壁上形成負(fù)壓；葉脈木質(zhì)部產(chǎn)生的負(fù)壓在細(xì)胞壁孔隙(r2,r3,微毛細(xì)管系統(tǒng))和導(dǎo)管(r6)或木纖維細(xì)胞腔(r5)等大毛細(xì)管中交替?zhèn)鬟f,實(shí)現(xiàn)水分的長(zhǎng)距離傳輸。
[Abstract]:Wood is a kind of natural green renewable biomass material , its performance is closely related with water content . It has important theoretical and practical significance to reduce the water content , leaf transpiration characteristic , moisture content and water content in the process of physiological drying .
The transpiration of leaves is the main power and cause of the decline of water .
The transpiration rate of leaves is positively correlated with the decline of wood moisture content .
The transpiration rate and stomatal conductance increased with the increase of relative humidity , and the transpiration rate and stomatal conductance decreased with the increase of relative humidity .
The effect of different placement methods on the water content and loss of water in poplar wood in Xinjiang is not large , and the rapid loss of water mainly occurs 3 - 5 days after the water cut - off treatment ;
( 3 ) In order to study the state and change of water content in the process of physiological drying , it is suggested that the free water / binding water transverse relaxation time T2cutoff of poplar sapwood in Xinjiang is determined by low temperature and room temperature low field nuclear magnetic resonance method , and the T2cutoff value of the heartwood is about 91.07 鹵 15.07 ms , and the T2cutoff value of heartwood is about 36.82 鹵 7.12 ms .
In the conventional drying process , there are two states of free water and water - binding water in poplar sapwood of Xinjiang .
As the water content decreases , the free water decreases to about 5 % , and the free water is reduced to about 30 % . After the leaves are wilted , the free water will be partially converted into the combined water to raise the combined water to about 35 % .
In order to study the water - related pore structure and its change of poplar sapwood in Xinjiang , the distribution of pore structure and water - related pore structure of poplar sapwood in Xinjiang was studied .
The total volume of water - related pore volume of poplar sapwood in the control group increased during the test , and the total volume of water - related pore in Populus alba was decreased after cutting off water .
On the basis of comprehensive analysis of the results of the above research , the mechanism of water transmission and loss of water in the process of physiological drying was put forward : the moisture of the leaves diffused into the atmosphere under the action of the difference between the blades and the surrounding environment , and the negative pressure was formed on the cell wall of xylem .
The negative pressure generated by the xylem of the vein is transmitted alternately in the large capillary tubes , such as cell wall pores ( r2 , r3 , micro capillary system ) and the catheter ( 6 ) or the wood fiber cavity ( r5 ) , so as to realize long - distance transmission of moisture .
【學(xué)位授予單位】：內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：S792.11

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1926978