基于时域核磁共振技术的木材吸湿过程研究

木材吸湿会对其力学性能和尺寸稳定性产生影响,深入了解木材吸湿过程中水分状态的变化有重要意义.利用时域核磁共振(TD-NMR)技术,以美国黄杨木和红橡木作为研究对象,对木材吸湿过程中水分状态和弛豫特性进行研究.结果显示:吸湿过程的前4h,两种木材试件结合水峰面积迅速增大,自由水峰面积无明显增长,说明在吸湿初期,增加的水分主要以结合水为主;在达到吸湿平衡后,红橡木试件内自由水峰面积约为黄杨木试件内自由水峰面积的2倍,这是由于与黄杨木相比,红橡木管孔孔径较大,因此在吸湿过程中,红橡木的自由水吸湿速度较快,吸湿量大于黄杨木.

基于有限差分法模拟木材吸湿性的研究

为研究木材在不同相对湿度下吸湿过程含水率的变化，建立木材吸湿的动力学模型。用有限元差分方格法离散化方程，参照试验测得的浓度依赖性的扩散率和表面扩散系数，并利用matlab计算机软件进行求解。进行的两组试验不仅计算模型中的参数（结合水的扩散率、木材表面的吸湿系数），还对模型进行验证。吸湿试验分两部分研究，一是在木材的纵向上，将木材现在50％的相对湿度中达到平衡，再一步步提高相对湿度（50～58％，58～66％，66～74％，74～82％）；二是分别提高相对湿度（50～58％，50～66％，50～74％，50～82％）做平行试验，测木材的吸湿量。结果显示试验测得的吸湿量和模型模拟出的结果具有很好的相关性，证明吸湿模型的可行性。