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非定常状態における木材中の水分移動が熱的性質に与える影響

木材中水分运动对非稳态热性能的影响

基本信息

批准号：
21K05703
负责人：
前田啓
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Forest Research and Management Organization
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、内部に含水率勾配が存在する木材について、水分移動に伴った熱移動が非定常法（熱線法、ホットディスク法）により測定される熱物性に影響を与えるかどうか検証することを目標としている。その中で今年度は、木材内部の熱伝導率のばらつきと非定常法により得られる熱物性値の関係を明らかにするため、密度の異なる単板を積層した際の層構成が測定値に与える影響を検討した。熱線法による熱伝導率の測定では、バルサ、ヒノキ、タモのスライス単板（厚さ1mm）を計6枚積層して測定を行った。積層方法は、母材の樹種の単板の上に別の樹種の単板を被覆した場合（被覆パターン）と、母材となる樹種の単板の1枚を別の樹種の単板と交換した場合（挿入パターン）の2種類とし、熱線が繊維方向と繊維直交方向の場合の熱伝導率測定を行った。被覆パターンにおける熱伝導率は、積層枚数が多くなるほど被覆材の熱伝導率に近づく傾向が見られた。その中で、被覆枚数を増やすことによる熱伝導率の変化が最も大きかった位置は、熱線が繊維方向の時は2、3枚目、熱線が繊維直交方向の時は1、2枚目と、熱線の向きによる違いが確認された。また、被覆パターンにおける積層枚数が増えるときの熱伝導率の変化幅と、挿入パターンで同じ位置に挿入した際の熱伝導率の変化幅は概ね一致していた。ホットディスク法については、台板となる木材に異なる樹種の単板を被覆し、20、40、80、160秒間の加熱を行った際の熱物性の変化を検討した。その結果、被覆枚数が少ない場合は熱伝導率・熱拡散率のいずれも加熱時間による変化が大きかった一方、被覆枚数が増えると加熱時間による違いは熱拡散率の方が顕著となっていた。上記に加え、非定常法による木材・木質材料の熱物性測定において課題となりうる要因についても検討を行い、測定間隔や熱線と試料の角度が測定値に与える影響について明らかにした。

This study aims to determine the influence of thermal properties of wood on the existence of internal moisture content, moisture movement accompanied by heat movement, and unsteady methods (hot wire method and heat transfer method). The relationship between the thermal conductivity and the thickness of a single layer of wood is discussed. The thermal conductivity measurement by the hot-wire method was carried out on a single plate (1mm thick) with 6 layers. The method of lamination is to measure the thermal conductivity of a single plate of a different tree species on a single plate of a base material (coating), a single plate of a different tree species on a single plate of a base material, and a single plate of a different tree species on a single plate of a different tree species. The thermal conductivity of the coating material tends to decrease due to the increase in the number of layers. The number of heat transfer points in the center and the cover increases, and the position of the heat transfer point increases. The number of heat transfer points in the direction of the heat transfer point increases. The number of heat transfer points in the direction of the heat transfer point increases. The number of heat transfer points in the direction of the heat transfer point increases. The number of layers increases and the amplitude of thermal conductivity increases. The amplitude of thermal conductivity increases and the amplitude of thermal conductivity increases. The thermal properties of different species of wood were investigated during heating for 20, 40, 80, and 160 seconds. The result is that when the number of coating particles is small, the thermal conductivity, thermal dispersion rate, heating time, coating particle number, heating time, thermal dispersion rate, etc. are increased. In the above note, the unsteady method is used to measure the thermal properties of wood and wood materials. The main factors are the measurement interval, the hot line and the angle of the sample.