木材微波真空干燥特性及其热质迁移机理 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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李贤军 著

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出版社： 中国环境出版社

ISBN：9787802099890

商品编码：29692097140

包装：平装

出版时间：2009-11-01

基本信息

书名:木材微波真空干燥特性及其热质迁移机理

定价：28.00元

售价：19.0元,便宜9.0元,折扣67

作者:李贤军

出版社：中国环境出版社

出版日期：2009-11-01

ISBN：9787802099890

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：大32开

商品重量：0.241kg

编辑推荐

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内容提要

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微波真空干燥作为一种快速高效的新型干燥技术，已经逐步在食品加工等行业得到了较为广泛的应用，然而它在木材干燥行业中的工业化应用几乎是空白，也未见文献对木材的微波真空干燥规律及其干燥机理进行系统报道。本文以马尾松试材为研究对象，系统研究了木材微波真空干燥特性，揭示了木材微波真空干燥基本规律，探明了木材内部的热、质迁移机理，建立了相应的数学模型，为木材微波真空干燥的应用提供了科学依据和理论基础。

目录

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作者介绍

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文摘

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序言

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木材的温度与水分：一场精妙的协同进化 木材，作为一种天然且可持续的材料，在人类文明的历史长河中扮演着不可或缺的角色。从古老的建筑骨架到精美的家具，再到现代工业中的关键构件，木材以其独特的质感、强度和可塑性，不断满足着人类多样的需求。然而，木材的天然属性也伴随着一个显著的挑战：其含水量的高低极大地影响着其物理、化学和力学性能。过高的含水量不仅会引发霉变、开裂、变形，还会显著降低其作为建筑和工程材料的稳定性与耐久性。因此，对木材进行有效的干燥处理，是提升其应用价值、延长其使用寿命的关键步骤。 在众多木材干燥技术中，微波干燥因其独特的加热机理，近年来受到了广泛关注。与传统的对流加热或传导加热方式不同，微波加热是一种体内加热方式，微波能够穿透木材内部，使水分子的偶极子在电磁场作用下高速振荡，从而在木材内部产生热量，实现快速、均匀的加热。这种高效的能量转换方式，理论上可以大幅缩短干燥周期，减少能耗，并可能带来更优异的干燥质量。 然而，微波干燥在实际应用中并非没有挑战。木材内部水分分布的不均、微波场的非均匀性以及木材本身复杂的传热传质过程，都可能导致干燥过程中出现局部过热、应力集中甚至开裂等问题。为了更好地理解和优化微波干燥过程，深入研究木材在微波作用下的干燥特性，揭示其内部热质迁移的机理，显得尤为重要。 微波干燥的内在逻辑：电磁波与木材水分的共振之舞 微波干燥的核心在于电磁波与木材内水分子的相互作用。当微波能量施加于木材时，木材中的水分子，特别是极性较强的自由水和吸着水，会感受到电磁场的强大作用力。电磁场的方向在每秒数十亿次（通常为2.45GHz）的频率下快速变化，这使得水分子如同被一股无形的力量反复拉扯、旋转，并以极高的频率进行摩擦振动。这种剧烈的振动直接转化为动能，进而表现为热能，使得木材内部温度迅速升高。 这种“体内加热”的特性，与传统的“体外加热”方式有着本质区别。在对流干燥中，热量需要从木材表面通过对流和传导传递到内部；在传导干燥中，热量更是需要从热源通过接触传递到木材表面再向内部渗透。这两种方式都存在能量传递的瓶颈，尤其是当木材厚度增加时，内部干燥速度会显著变慢，甚至在表面已经过热的情况下，内部依然潮湿。而微波加热则绕过了这个瓶颈，直接在木材内部产生热量，理论上可以实现更均匀、更快速的整体升温。 然而，微波加热的均匀性并非绝对。木材内部的水分含量、密度、介电常数等物理性质的差异，都会影响微波能量的吸收深度和分布。水分含量高的区域，介电损耗越大，吸收的微波能量越多，升温也越快。这可能导致水分含量高的区域先达到沸点，产生蒸汽，进而影响内部的传质过程。同时，微波场的空间分布也并非完全均匀，存在“热点”和“冷点”，这些因素都会对干燥过程的均匀性和最终的干燥质量产生影响。 热量与水分的迁徙：一场复杂的地下运动 在微波加热引起的温度梯度下，木材内部的水分就开始了它的“逃亡之旅”。这场旅程并非坦途，而是充满了阻碍与挣扎，其核心动力是热量传递引发的水分迁移。 1. 蒸发与蒸汽迁移： 当木材内部温度升高到水的沸点（在常压下为100°C，但木材内部蒸汽压的影响下，实际沸点会有所变化）时，水分开始汽化，形成水蒸气。这些水蒸气会在木材内部的孔隙中流动，并沿着压力梯度向外扩散。微波加热使得木材内部温度升高，蒸汽的产生速度更快，蒸汽压也更高，从而推动了蒸汽的迁移。 2. 液态水迁移： 除了蒸发形成蒸汽迁移外，液态水在木材内部的迁移也扮演着重要角色。驱动液态水迁移的主要因素包括： 毛细管力： 木材由大量相互连通的细小孔隙组成，这些孔隙表现出毛细管效应。当木材表面水分含量低于内部时，由于表面张力的作用，液态水会在毛细管力的驱动下，从水分含量高的区域向水分含量低的区域迁移，试图填补水分亏缺。 渗透压： 木材细胞液中溶解了多种物质，当水分蒸发时，细胞液的浓度会升高，形成渗透压。这种渗透压会驱动水分从高浓度区域向低浓度区域移动，试图平衡浓度差异。 温度梯度下的液态水迁移： 在微波加热下，木材内部会产生显著的温度梯度。一般而言，温度梯度会驱动液态水从高温区域向低温区域迁移。这与一般传导干燥中，温度梯度驱动水分向外迁移的机理类似。微波的体内加热特性，使得这种由温度梯度引起的水分迁移可能更加活跃。 微波作用下的干燥特性：挑战与机遇并存 微波干燥的独特性，也带来了与之相伴的挑战与机遇。 潜在的机遇： 干燥速率的飞跃： 微波的体内加热机制，能够绕过传统干燥方式中热量向内部传递的限制，实现极高的加热速率，从而大幅缩短干燥周期。这意味着单位时间内可以处理更多的木材，提高生产效率。 能源效率的提升： 微波能量可以直接作用于水分子，其能量转化效率相对较高，尤其是在干燥初期，大部分能量用于加热水分。这有望降低单位木材的干燥能耗。 干燥质量的优化： 理论上，由于加热均匀性较好，微波干燥有望减少木材内部的应力，从而降低开裂、变形等缺陷的发生。快速干燥也可能抑制微生物的生长，减少霉变。 特殊木材的处理： 对于一些对温度敏感或结构疏松的木材，微波干燥的快速性可以避免长时间高温处理带来的损伤。 不容忽视的挑战： 干燥不均匀性： 微波场的非均匀性以及木材内部水分分布的不均，容易导致局部过热，形成“热点”。在这些热点区域，水分可能过快蒸发，导致表面或局部区域的温度远高于其他区域，引发应力集中和开裂。 内部压力过高： 微波加热导致木材内部水分快速汽化，产生高压水蒸气。如果木材的排湿能力不足，内部蒸汽压力会急剧升高，超过木材的抗拉强度，从而导致开裂，尤其是在木材的内层。 介电性能的变化： 随着水分含量的降低，木材的介电常数和介电损耗会发生显著变化。这会导致微波能量的吸收深度和分布发生改变，使得干燥后期更难控制，容易出现表面过热。 能耗的优化问题： 虽然微波能量转化效率高，但如果干燥过程控制不当，例如产生大量反射损耗，或者过度加热，能耗仍然可能很高。 设备成本与规模化： 目前，专业的微波木材干燥设备成本相对较高，且大规模工业化应用仍面临技术和经济上的挑战。 深入理解的关键：热质迁移机理的研究 要克服这些挑战，充分发挥微波干燥的优势，就必须深入研究其背后的热质迁移机理。这意味着需要将木材看作一个复杂的“多孔介质”系统，并分析其中发生的物理化学过程： 微波与水分的相互作用： 精确量化微波能量在不同水分含量、温度和木材密度下的吸收情况，理解水分子的极性、介电损耗与微波吸收的关系。 热量传递的多重模式： 分析在微波作用下，木材内部的传导、对流（蒸汽流）以及辐射等多种传热方式的耦合作用。 水分迁移的驱动力： 细致研究在温度梯度、蒸汽压梯度、毛细管力和渗透压等多种驱动力共同作用下的液态水和蒸汽的迁移路径与速率。 材料的响应： 关注木材在加热和水分蒸发过程中产生的应力分布，以及这些应力如何影响木材的结构完整性。 对这些机理的深入探索，将为微波干燥工艺的优化提供坚实的基础。通过精确控制微波功率、频率、作用时间，以及合理设计排湿系统，可以实现更均匀的升温，更有效的排湿，从而最大限度地减少开裂和变形，获得高质量的干燥木材。这不仅能推动微波干燥技术在林业和木材加工行业中的广泛应用，更能为可持续林业资源的高效利用提供重要的技术支撑。

评分☆☆☆☆☆

我对木材的天然属性和加工方式一直抱有浓厚的兴趣，尤其是在追求可持续发展和环保理念日益盛行的当下，如何更高效、更环保地处理木材材料，更是我关注的焦点。这本书的标题《木材微波真空干燥特性及其热质迁移机理》直击了我的兴趣点。我曾接触过一些关于木材处理的文献，但大多集中在传统的窑式干燥或者自然风干。微波真空干燥，这是一种相对较新且充满潜力的技术，能够以更快的速度和更低的温度实现木材的干燥，这对于减少能源消耗和降低木材开裂变形有着重要的意义。我非常渴望了解这种技术背后的科学原理，特别是“热质迁移机理”这一部分，这是否意味着书中会详细阐述微波能量如何渗透木材，激发水分子的运动，以及在真空环境下，水分又是如何被有效地移除的？这些过程的细致描述，对于我理解并可能在实际操作中应用这项技术至关重要。这本书的语言风格和排版设计，从我第一眼看到它时就给我留下了良好的印象，预示着它是一本既有深度又不失可读性的学术专著。

评分☆☆☆☆☆

作为一名对林业科技和木材加工技术感兴趣的读者，我一直密切关注着行业内的新技术和新发展。《木材微波真空干燥特性及其热质迁移机理》这个书名，精准地触碰到了我当前关注的焦点。在当今追求绿色、高效的时代背景下，传统的木材干燥方式，如蒸汽窑、热风窑等，虽然历史悠久，但在能耗、干燥周期以及对木材性能的影响方面，仍有提升的空间。微波真空干燥技术的出现，无疑为解决这些问题提供了一种充满希望的途径。我非常希望这本书能够详细阐述微波真空干燥技术在不同树种、不同含水率木材上的应用特性，例如其干燥速率、能耗、对木材力学性能和外观质量的影响等。更重要的是，我对“热质迁移机理”这一部分寄予厚望，它是否意味着书中会深入剖析微波能量在木材内部的热效应，以及水分如何在高频电磁场和低压环境下进行定向迁移和扩散？这些理论层面的深入解读，对于理解和优化干燥工艺至关重要，能够帮助我们更科学地掌握这项技术，从而在实践中取得更好的效果。

评分☆☆☆☆☆

作为一名对材料科学领域，特别是与可再生资源相关的技术发展有着持续关注的读者，这本书《木材微波真空干燥特性及其热质迁移机理》无疑是吸引我目光的。我一直认为，科技的进步往往体现在对传统材料处理方式的革新上，而木材作为一种重要的自然资源，其加工和利用的效率与环保性，直接关系到我们对可持续发展的追求。微波真空干燥技术，听起来就蕴含着巨大的潜力，能够克服传统干燥方法的一些固有弊端，例如长时间的干燥周期、能量的高消耗以及由此带来的木材质量损失。书中“特性”二字，让我期待能看到对这项技术在不同种类木材上的应用表现的详细对比和分析，而“热质迁移机理”的深入探讨，则更是我渴望获得的知识。我希望这本书能够以清晰、严谨的逻辑，揭示出微波作用下木材内部水分和能量传递的复杂过程，从而为我们提供更科学的理解和更优化的工艺参数。从书的装帧和整体风格来看，它给我一种扎实、专业的感受，让我相信其中蕴含着丰富且有价值的学术内容，值得我去细细品读。

评分☆☆☆☆☆

我对木材这种材料的天然魅力和其在人类文明中的重要作用一直深怀敬意，同时也对如何更科学、更高效地利用木材抱有浓厚的兴趣。这本书的标题《木材微波真空干燥特性及其热质迁移机理》一下子就抓住了我的注意力。我一直认为，传统的木材干燥方法存在着不少局限性，比如耗时过长、能耗高，而且容易导致木材因受热不均而产生开裂、变形等问题，这直接影响了木材的最终使用价值。而“微波真空干燥”这一概念，则预示着一种更具颠覆性和前瞻性的技术。我非常好奇，微波能量是如何作用于木材内部，加速水分的汽化过程，而真空环境又如何协同作用，将这些水汽快速有效地移除，从而实现高效干燥？更让我着迷的是“热质迁移机理”这个部分，这听起来就像是深入到木材微观世界的探索，揭示了能量和物质在干燥过程中是如何相互作用、相互影响的。我期待这本书能够用生动而严谨的语言，解答我的这些疑问，并为我打开一扇认识木材干燥新世界的大门。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计非常吸引人，简约而富有质感，传递出一种专业和严谨的学术氛围。我是一名对木材加工和保存技术很感兴趣的爱好者，一直在寻找一些能够深入了解木材干燥过程的书籍。虽然我还没来得及深入阅读这本书的内容，但单从其标题《木材微波真空干燥特性及其热质迁移机理》来看，就充满了引人遐想的空间。微波真空干燥，这两个关键词就足以激发我的好奇心。我总是觉得，传统的木材干燥方式耗时耗能，而且容易导致木材开裂变形，影响其使用性能。而微波和真空的结合，听起来就像是科技改变传统的典范，也许能够带来更高效、更优质的干燥效果。我非常期待能够在这本书中找到关于这种新型干燥技术的详细介绍，了解它究竟是如何工作的，以及它在实际应用中能够带来哪些突破。我对“热质迁移机理”这个部分尤其感到好奇，这听起来就像是探索木材内部水分和热量是如何在微波和真空的作用下进行流动的，这其中的奥秘一定非常有趣。这本书的厚度也适中，既不像过于简略的科普读物，也不像过于晦涩的专业论文，很适合我这种希望有所深入但又不想被过于专业术语淹没的读者。