針葉樹材細(xì)胞裂解機(jī)理及超細(xì)木粉制備方法的研究.pdf

1、學(xué)校代碼：10225學(xué)號：B13089學(xué)位論文針葉樹材細(xì)胞裂解機(jī)理及超細(xì)木粉制備方法的研究楊冬霞比口“肚上山房馬巖教授東北林業(yè)大學(xué)指導(dǎo)教師姓名：荔春磊蓄教鬟柔；苫霖藍(lán)矣辜申請學(xué)位級別：博士學(xué)科專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)及理論論文提交日期：2013年3月論文答辯日期：2013年6月授予學(xué)位單位：東北林業(yè)大學(xué)授予學(xué)位日期：2013年6月答辯委員會主席：論文評閱人：聾多叁杉素大學(xué)摘要摘要術(shù)粉在建材、農(nóng)業(yè)、塑膠、化工、冶金和環(huán)保等多個領(lǐng)域都廣泛應(yīng)用。木粉的

2、加工，，原科大都是不同樹種的鋸屑，而且取材方便、價廉、原料充足，將其超細(xì)化后適量添加于復(fù)禽材料、高分子材料等，會產(chǎn)生各種多功能材料。本義迭驗(yàn)加工原料是興安落葉松鏍翟鸚顯霰譽(yù)』：j簟澎；麓≯oI鋝口形態(tài)極不規(guī)則，在一些顆粒內(nèi)存在顯著裂紋，而一些鋸屑用高倍顯微鏡觀測，會看到微裂紋。這些裂紋出現(xiàn)的原因有，酋先鋸屑顆粒已受外力作用其內(nèi)部已存在微裂紋；其次是由于興安落葉松屬于急變材在生長過程中就可能出現(xiàn)微裂紋。根據(jù)顯微觀測結(jié)果可將干燥后鋸屑假設(shè)為

3、脆性板層材料，在受磐力僬用時木纖維的斷裂可分為縱向斷裂和橫向斷裂兩種類型。橫向受力使管胞聞強(qiáng)離直至斷裂。崎壞針葉材的蜂窩結(jié)構(gòu)；縱向受力則使管胞在長度一摹一i4蓼鬻揀o。一鼉瓣投經(jīng)比。超瓤羚的粒徑孳臻矗I攔窘j(luò)鬟霉?fàn)Z管胞的平均弦向蠱徑，、：，。篷進(jìn)行木粉超細(xì)加工時必須進(jìn)。，_暾塹。颶蜂窩結(jié)秘模擬興安落葉松的橫鏹籬魄結(jié)構(gòu)，模擬興安落葉松早材管胞徑向受力時螅孝夔傅變形煮孿舉裂豹過程，應(yīng)用斷裂力學(xué)中J積分知識計(jì)算出這一過程中細(xì)胞壁≥蠢i。々變形

4、直至破壞所篙懣力大小。將理論計(jì)算結(jié)果與國內(nèi)外的不同樹種細(xì)胞壁斷裂實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果相比較，得出早材纖維斷裂強(qiáng)度范圍。并應(yīng)用結(jié)構(gòu)力學(xué)和有限元的相關(guān)知識將興安落葉松的細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)橫；擬成線彈性桁架結(jié)構(gòu)，依據(jù)桁架結(jié)構(gòu)特點(diǎn)對桿單元施以壓應(yīng)力逆盱微觀力學(xué)模型計(jì)算，并將計(jì)算結(jié)果與傳統(tǒng)切削理論相比較，得出細(xì)胞壁斷裂所需的切肖日力，強(qiáng)超細(xì)木粉機(jī)加工刀具、主軸盼設(shè)計(jì)提供了理論參考依據(jù)。超細(xì)木粉的加工屬于纖維類材料的超細(xì)化加工，它是超細(xì)粉器涵舔攮：謇韻難點(diǎn)，纖維類

5、材料具有很強(qiáng)的韌性，僅靠簡單的沖擊、擠壓、研磨作用力很難進(jìn)行超細(xì)化。對于纖維類材料需要施加強(qiáng)剪切力與強(qiáng)研磨力相結(jié)合的復(fù)合力場才有可濾鍾其達(dá)到微米或亞微米尺寸。超細(xì)木粉機(jī)的設(shè)計(jì)以機(jī)械作用力為粉碎力場，突出剪切和麟；的作用，并與沖擊、攪拌、摩擦作用力共同對物料進(jìn)行粉碎。在超細(xì)木粉機(jī)的設(shè)詐量參照國內(nèi)Jl粉體制造的先進(jìn)技術(shù)，同時根據(jù)纖維類材料加工特點(diǎn)在設(shè)計(jì)中注重冷卻裝黝設(shè)計(jì)，研發(fā)的超細(xì)木粉機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)對較高目數(shù)木粉的分離、分級。通過對實(shí)驗(yàn)制螽繇∞

6、不同目數(shù)木粉的形態(tài)尺寸研究，得出加工木粉的目數(shù)與時間、刀具、刀片間距之間默系。對目前的分離、分級設(shè)備比較分析并結(jié)合木粉自身特點(diǎn)，在分離設(shè)各生選擇旋風(fēng)分離器。在旋風(fēng)分離器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上依據(jù)旋風(fēng)分離器的經(jīng)典模型進(jìn)行設(shè)計(jì)，繇據(jù)“平衡軌道”模型對旋風(fēng)分離器的分離性能進(jìn)行了理論計(jì)算，將計(jì)算結(jié)果與粉體撇尺寸定義進(jìn)行比較，所設(shè)計(jì)的分離設(shè)備能夠達(dá)到預(yù)期要求。用經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ秃秃纳p失刪對旋風(fēng)分離器內(nèi)的壓降進(jìn)行了計(jì)算。用計(jì)算流體力學(xué)軟件對旋風(fēng)分離器內(nèi)的氣體流嬲不