發(fā)布時間：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、太陽能干燥、熱泵干燥等,由于多種原因尚未形成規(guī)�；瘧�(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,對降低干燥能耗具有重要的理論意義和現(xiàn)實意義。本論文通過對新疆楊進行邊材切斷處理,切斷其自根部的水分來源,同時對其進行保留樹冠、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動力,影響水分散失的影響因素,并通過分析生理干燥過程中水分狀態(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程中水分傳輸和散失的機理。本論文的主要研究內(nèi)容和結(jié)論為：(1)通過對新疆楊立木進行底部水分切斷及移除／保留樹冠處理,測定了楊樹活立木生理干燥過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動力和原因；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,測定了新疆楊木材水分降低過程中木材含水率、樹葉蒸騰特性的變化情況,研究表明：水分切斷處理會使新疆楊的樹葉蒸騰速率顯著下降,但不同放置方式對樹葉蒸騰作用的影響不大；不同放置方式對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程中的水分存在狀態(tài)及變化,提出用低溫和室溫低場核磁共振方法測定了新疆楊邊材的自由水／結(jié)合水橫向弛豫時間截止時間T2cutoff,并根據(jù)該截止時間,計算了生理干燥過程中自由水、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,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；在水分降低過程中,對照組新疆楊的Ω值一直呈上升趨勢,新陳代謝的能力不斷增強,而切斷邊材處理的各組新疆楊的Ω值整體都呈下降趨勢,新陳代謝水平不斷降低。(4)為了探討生理干燥過程中水分的遷移規(guī)律,從孔隙結(jié)構(gòu)與水分移動關(guān)系的角度出發(fā),提出通過表面弛豫率這一參數(shù)將木材水分的橫向弛豫時間分布譜轉(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：本試驗所用新疆楊的水相關(guān)孔隙結(jié)構(gòu)呈納米級至微米級多尺度分布,在各級孔隙中,介孔孔隙(2 nmr250 nm)所占的比例最大,平均約為51.88%,其次為納米級大孔(50nmr3100nm),約占23.99%,中微米級大孔(1μmr515μm)和小微米級大孔(100 nmr41μm),分別占10.62%和8.04%,大微米級大孔(15μmr640μm)約占4.59%,微孔孔隙(r12nm)和超大微米級大孔(r740μm)所占比例都很小,不超過1%；對照組新疆楊邊材的水相關(guān)孔隙總體積在試驗過程中呈增加趨勢,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；在水分降低過程中,介孔(r2)孔隙體積的變化趨勢與對照組的相同,呈增加趨勢,其余各級孔隙(r3,,r4,r5,r6)結(jié)構(gòu)的孔體積均呈下降趨勢。其中,納米級大孔(r3)和小微米級大孔(r4)的孔體積都呈較明顯的下降趨勢。(5)在綜合分析上述研究結(jié)果的基礎(chǔ)上,提出了生理干燥過程中水分傳輸和散失機理：葉內(nèi)水分在葉片與周圍環(huán)境蒸汽壓差的作用下擴散到大氣中,在木質(zhì)部細胞壁上形成負壓；葉脈木質(zhì)部產(chǎn)生的負壓在細胞壁孔隙(r2,r3,微毛細管系統(tǒng))和導(dǎo)管(r6)或木纖維細胞腔(r5)等大毛細管中交替?zhèn)鬟f,實現(xiàn)水分的長距離傳輸。
[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)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：S792.11

【參考文獻】

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本文編號：1926978