Проектирование сушильных камер периодического действия

Размещено на http://www.allbest.ru/

44

Размещено на http://www.allbest.ru/

Проектирование сушильных камер периодического действия

1.Обоснование выбора типа сушильной камеры и принципа

сушильный камера древесина

В настоящее время на большинстве деревообрабатывающих предприятий сушка пиломатериалов осуществляется в воздушных конвективных сушильных камерах периодического действия. Несмотря на многообразие сушильных камер, предлагаемых многими отечественными и зарубежными фирмами, число типов камер относительно невелико. Они различаются по характеру циркуляции воздуха относительно размещённого в камере циркуляционного оборудования, по способу загрузки штабелей в камеру и по виду ограждений.

По характеру циркуляции сушильного агента различают камеры поперечно-вертикальной и поперечно-горизонтальной циркуляцией. Во всех камерах циркуляция сушильного агента осуществляется осевыми вентиляторами.

В камерах с поперечно-вертикальной циркуляцией сушильный агент движется поперёк штабеля по кольцу в вертикальной плоскости, а в камерах с поперечно-горизонтальной циркуляцией - также поперёк штабеля, но в горизонтальной плоскости. В первом случае вентиляторы находятся в верхнем циркуляционном канале (над штабелем), а во втором- сбоку штабеля. Достоинство первого варианта в том что имеет место экономия производственных площадей, а второго варианта - в экономии строительных--материалов и относительно малой высоте камеры. Существенный недостаток этого варианта состоит в том, что длина сушильного пространства камеры не должна превышать 6...8 м. При большей длине очень сложно обеспечить равномерное распределение циркулирующего воздуха по длине камеры, а, следовательно, и равномерность сушки пиломатериалов.

По способу загрузки имеется два варианта:

- 1-й вариант: камеры с продольной загрузкой штабелей в камеру тележках по рельсовому пути; штабель применяется либо целый, либо состоящий из сушильных пакетов; для формирования и транспортировки штабелей используется как специальное оборудование (транспортные тележки, подъёмники, траверсные тележки) так и грузоподъемное оборудование общего назначения.

- 2-й вариант: камеры с фронтальной (поперечной) загрузкой материала; штабель формируется внутри камеры из предварительно собранных, сушильных пакетов; транспортировка пакетов и формирование штабеля обеспечивается автопогрузчиком с вилочными захватами. Этот вариант предпочтителен, поскольку резко снижается расход металла (рельсы, транспортные тележки), нет необходимости в закупке дорогого оборудования (подъёмников, траверсных тележек), он требует больших производственных площадей.

По виду ограждений сушильные камеры могут быть стационарные и сборные, заводского изготовления. В курсовом проекте рассматриваются лишь стационарные камеры. Объясняется это тем, что камеры заводского изготовления, представленные на рынке оборудования, уже спроектированы и изготовлены. Задача их применения сводится лишь к определению необходимого числа камер для выполнения заданной программы. Стационарные камеры строятся по специальным (индивидуальным) проектам, при разработке которых требуется: установить размеры камеры и их количество, рассчитать и выбрать тепловое и циркуляционное оборудование, выбрать источник теплоснабжения и определить его мощность.

Стационарные камеры представляют собой специальные здания, сооружаемые как из традиционных строительных материалов (кирпича, ячеистого бетона, бетона, железобетона), так и из панелей типа «сэндвич». Каркас таких панелей делается из швеллерного или уголкового проката, он заполняется внутри теплоизоляционным материалом (пенопластами или минеральными материалами) и облицовывается с двух сторон листовым, желательно некорродирующим, металлом.

Дать четких и однозначных рекомендаций по выбору того и иного варианта устройства сушильной камеры не представляется возможным, так как необходимо учитывать профиль предприятия, его производственную мощность, характер выпускаемой продукции, особенности организации транспортных работ и другие условия. Возможны лишь общие рекомендации.

По своему профилю деревообрабатывающие предприятия могут быть разделены на две основные группы: предприятия, готовой продукцией которых являются товарные пиломатериалы, и предприятия перерабатывающие пиломатериалы в готовые изделия или полуфабрикаты (заготовки, клеёные брусья, мебельные щиты). На предприятиях первой группы пиломатериалы сушат до транспортной влажности (18...22 %), на предприятиях второй группы - до эксплуатационной влажности, величина которой (7... 14 %) определяется назначением и условиями службы изделий.

По производительности предприятия условно могут быть разделены на предприятия малой мощности (перерабатывающие до 10 тыс. условных м3 пиломатериалов в год), средней мощности (от 10 тыс. условных м3 до 60 тыс. м3 условных/год) и большой мощности (более 60 тыс. условных м3 /год).

В зависимости от этих признаков устанавливается принцип работы и тип выбираемых камер, вид транспорта, требуемые производственные участки цеха.

К первой группе относятся, как правило, предприятия большой производственной мощности и частично средней мощности. Такие предприятия оборудуются либо камерами непрерывного действия, либо камерами периодического действия повышенной вместимости (до 200 м3 пиломатериалов) с фронтальной загрузкой штабеля.

Предприятия второй группы и средней производственной мощности используют, как правило, камеры периодического действия различной вместимости с фронтальной загрузкой материала.

Предприятия второй группы малой производственной мощности оснащаются, в основном, камерами периодического действия с продольной загрузкой штабелей, однако, при производственной мощности близкой к предельному значению, целесообразно иметь камеры периодического действия с фронтальной загрузкой сушильного штабеля.

Вид транспорта определяется типом установленных сушильных камер. Все камеры непрерывного действия и камеры периодического действия с продольной загрузкой имеют рельсовый транспорт. Камеры с фронтальной загрузкой штабелей с помощью автопогрузчика не требуют вагонеток и рельсовых путей. Такая система транспорта является, как отмечалось выше, наиболее перспективной.

Тип сушильной камеры определяется номером варианта курсовой работы. В моем случае это камера с продольной загрузкой двух штабелей по ходу сушильного агента .Штабеля целые. Данная камера имеет вертикально-поперечную циркуляцию сушильного агента.

Проектируемый сушильный цех относится к предприятию, выпускающему готовую продукцию высокого качества (музыкальные инструменты). Сушка ведется до конечной влажности 7%.

По производительной мощности (19869,08 м³/год) производство относится к предприятиям средней мощности. Поскольку к сушильному цеху примыкает цех механической обработки, целесообразно строительство смежных цехов, оборудованных котельной, работающей на отходах деревообработки.



2.Установление габаритных размеров штабеля и основных размеров сушильной камеры

Размеры пакетов и штабелей зависят от характеристики материала и в конечном итоге определяют размеры сушильной камеры.

Размеры целого штабеля обычно составляют: ширина (В)1,8...2,4 м, высота (Н) 2,5...3,0 м, а длина (L) 4,2...6,2 м - для пиломатериалов хвойных пород и 3,2...4,2 м - для пиломатериалов лиственных пород. При отсутствии устройств для формирования штабеля, его высота не должна превышать 2,2 м.

При определении высоты сушильного пространства в камерах с продольной загрузкой следует учитывать высоту транспортной тележки (0,2...0,3 м) и технологического зазора между штабелем и дверной коробкой(обычно не превышает 0,1 м по периметру коробки)

Для равномерного распределения циркулирующего воздуха при его входе в штабель и выходе из него перед штабелем и за ним должны быть запроектированы каналы шириной вбок = 0,5...0,6 м для камер с продольной загрузкой. Эти каналы формируются боковыми поверхностями штабелей и внутренними поверхностями стен камеры.

В камерах, имеющих продольную загрузку с двумя штабелями по ходу сушильного агента, между штабелями устанавливают дополнительные калориферы, распределенные равномерно по длине камеры. Расстояние между штабелями принимается равным 0,5...0,6 м

Технологические зазоры между ограждениями и штабелем по его длине зависят от способа загрузки штабелей: при продольной загрузке - в_т = 0,2...0,3м.

Размеры циркуляционного канала h_ц в котором монтируются циркуляционные вентиляторы и калориферы определяются монтажными размерами этого оборудования, которые даются в их технических характеристиках. Высоту или ширину канала (в зависимости от характера циркуляции) можно предварительно принять в пределах 0,8...2,0 м. Этот размер затем уточняется при выборе теплового и циркуляционного оборудования.

Итак, принимаем ширину штабеля В = 1,8 м. Высота штабеля H=1,2 м. Длина штабеля определяется длиной высушиваемых пиломатериалов L = 6,0 м. Штабель формируется на рельсовой тележке. В целях обеспечения устойчивости штабеля при перемещении, его высота не должна более чем в 1,5 раза превышать ширину.

Высота сушильного пространства камеры должна превышать высоту штабеля на величину технологического зазора, который равен 0,1 м и высоту транспортной тележки h_т=0,25 м.

Н_cп =2,5+0,25+0,1=2,85 м.

Высота камеры Н_к, м, (внутренний размер) ориентировочно равна сумме высот сушильного пространства и циркуляционного канала h_ц (предварительно принимаем hц = 2м). Следовательно,

H_к = 2,85+1,5 = 4,35 м.

Ширина камеры В_к (внутренний размер) складывается из ширины 2-х штабелей, ширины двух боковых циркуляционных каналов и расстояния мецду двумя штабелями, где установлены дополнительные калориферы.

В_к =2В+ 2 в_бок+0,55= 2*1,8 + 3*0,55 = 5,25 м.

Длина камеры L_K состоит из двух длин штабелей, двух технологических зазоров между ограждениями и штабелями и одним зазором между двумя последовательными штабелями.

L_K = 2L +2* 0,25+0,1 = 2*6 +2*0,25+0,1 = 12,6 м.

Высота дверного проема:

Н_дв= Н+0,1+0,25= 2,5 + 0,1 +0,25 = 2,9 м

Ширина дверного проема:

В_дв= 2В+ 2 *0,1+0,55= 2*1,8 + 0,2+0,55 = 4,35 м

Рисунок 4.2 Внутренние размеры сушильной камеры с продольной загрузкой (фронтальный вид)

3.Технологический расчет сушильного цеха

Технологический расчет проводится с целью установления числа сушильных камер, которое требуется для выполнения заданной программы, и определения программы сушильного цеха (участка) в условном материале, а также для уточнения габаритных размеров камеры. Исходные данные для расчета приводятся в задании на проектирование.

Спецификация подлежащих сушке пиломатериалов в соответствии с заданием на проектирование содержит различные породы и типоразмеры, продолжительность сушки которых будет различна. Требуемое число камер можно рассчитать по фактическому объему подлежащих сушке пиломатериалов и по условному. Оба метода дают одинаковый результат.

Под условным материалом понимают сосновые обрезные доски 40 мм, шириной 150 мм, длиной более 1,0 м, II категории качества, высушиваемые от начальной Wн=60% и до конечной Wк=12%.

Объём пиломатериалов, подлежащих сушке, пересчитывают в объём условного материала для каждой группы материала в зависимости от заданной спецификации. Расчет ведется по условному материалу в следующей последовательности.

В соответствии с назначением материала (музыкальные инструменты) выбираем I категорию качества сушки и конечную влажность W_k=7%. Размеры штабеля стандартные 6х1,8х2,5 м

Находим ёмкость штабеля

(3.1)

где: - L, B, H - длинна, ширина и высота штабеля, м.

- - линейные коэффициенты заполнения штабеля по длине, ширине и высоте.

- m количество штабелей, шт.

- 0,93 получаем из формулы (3.2),

где y₀ - объёмная усушка древесины, учитывающая уменьшение ёе объёма при высыхании до номинальной влажности товарных пиломатериалов (W=15%); в среднем y₀ = 7%.

Число штабелей в камере m назначаю 4.

Коэффициент заполнения по длине принимается равным 0,9-0,95 для пиломатериалов и заготовок несортированных по длине, 1,0 для материалов одинаковой длины.

Коэффициент заполнения по ширине - отношение суммарной ширины пиломатериалов в горизонтальном ряду штабеля к его ширине. Он зависит от вида пиломатериалов и способа укладки. Для обрезных пиломатериалов без шпаций = 0,9-0,92, для необрезных - 0,65-0,67.

Коэффициент заполнения штабеля по высоте характеризует отношение суммарной толщины пиломатериалов в вертикальном ряду штабеля к его высоте

(3.3)

где: S₁ - толщина пиломатериалов;

S_пр - толщина прокладок = 25 мм.

Результаты расчётов приведены в таблице 3.1.

Таблица 3.1

№п/п	Порода	Характеристика материала
		Катег. матер.	L п/м,м	B п/м,мм	H п/м,мм	Wн	Wк	вш	вв	вд	E, м3
1	Сосна	I	6	н/о	25	100	7	0,65	0,50	1	32,64
2	Сосна	I	6	н/о	40	100	7	0,65	0,62	1	40,18
3	Сосна	I	6	н/о	50	100	7	0,65	0,67	1	43,52
4	Бук	I	6	н/о	25	100	7	0,65	0,50	1	32,64
5	Бук	I	6	н/о	40	100	7	0,65	0,62	1	40,18
6	Бук	I	6	н/о	50	100	7	0,65	0,67	1	43,52
7	Усл. материал	II	6	150	40	60	12	0,90	0,62	1	55,63

Рассчитаем продолжительность сушильного цикла. Для камер периодического действия она равна:

(3.4),

где - продолжительность сушки, включающая начальный прогрев и кондиционирование

,ч - время погрузо-разгрузочных работ

сут. = 2,4 ч

(3.5).

где - исходная продолжительность собственно сушки и прогрева пиломатериалов заданной породы и размеров поперечного сечения от начальной Wн=60% до конечной Wк=12% в камерес реверсивной циркуляцией средней интенсивности (щ _цир= 1 м/с)

А_ц, А_в, А_к, А_д - коэффициенты, учитывающие влияние соответственно, интенсивность циркуляции, начальную и конечную влажность, качество сушки и длину материала на продолжительность процесса

Коэффициент А_ц находят в зависимости от величины и скорости циркуляции сушильного агента в штабеле щ _цир.

- для сосны и условного материала

- для бука

Назначаю реверсивную циркуляцию в камере.

Результаты расчетов продолжительности сушильного цикла представлены в таблице 3.2

Таблица 3.2

№п/п	Порода	Продолжительность цикла сушки
		tисх	Ац	Ак	Ад	Ав	,ч	,ч	,ч	,сут
1	Сосна	67	0,71	1,2	1	1,65	93,92	2,4	96,32	4,01
2	Сосна	103	0,80	1,2	1	1,65	162,74	2,4	165,14	6,88
3	Сосна	124	0,86	1,2	1	1,65	210,17	2,4	212,57	8,86
4	Бук	102	0,82	1,2	1	1,65	164,60	2,4	167,00	6,96
5	Бук	167	0,94	1,2	1	1,65	309,83	2,4	312,23	13,01
6	Бук	255	0,98	1,2	1	1,65	494,80	2,4	497,20	20,72
7	Усл. материал	101	0,79	1,15	1	1	92,11	2,4	94,51	3,94

Далее рассчитывается производительность (мі/год) сушильной камеры по следующей формуле:

П = 335Е/ф (3.6),

где 335 - число суток работы камеры в год

ф - продолжительность сушильного цикла, сутки

Е - вместимость камеры, мі.

Ответы сведём в таблицу 3.3

Таблица 3.3

Пересчитаем фактический объем пиломатериалов в объем условного.

Уi = Фi · Ki (3.7),

где Фi - фактический объем i-й размерно-породной группы, подлежащей сушке

Ki - коэффициент перевода фактического материала в условный

Коэффициент перевода из фактического материала в условный определяется по формуле:

Кi = Пу /Пфi (3.8)

Результаты расчетов представлеы в таблице 3.4

Таблица 3.4

№п/п	Порода	П камеры, м3/год	Фактический объем, м3/год	Ki	Yi
1	Сосна	2724,68	700	1,74	1215,83
2	Сосна	1955,96	900	2,42	2177,56
3	Сосна	1646,24	1300	2,87	3737,13
4	Бук	1571,58	1300	3,01	3914,67
5	Бук	1034,55	900	4,57	4117,00
6	Бук	703,80	700	6,72	4706,89
7	Усл. материал	4732,47

Производительность сушильного цеха в условном материале равна

У = ? Уi (3.9)

Или получим:

У = 19869,08 мі/год

По условному материалу требуемое число камер рассчитывается путем деления производительности сушильного цеха в условном материале У за определенный промежуток времени на производительность одной сушильной камеры в условном материале П_у за тот же период.

n = У/Пу = 4,2 шт (3.10)

По фактическому материалу, для которого мы считаем число камер в цехе, равно:

n = ?Фi/ПФ.i = 4,2шт

Принимаем для строительства 5 камер.

4.Тепловой расчет сушильной камеры

Целью теплового расчета является: определение затрат теплоты на сушку пиломатериалов, выбор типа и расчет нагревательных устройств, расчет системы воздухообмена, определение расхода теплоносителя, топлива и параметров системы трубопроводов

Расчет ведется в такой последовательности:

1. Выбор расчетного материала и обоснование этого выбора;

2. Установление расчетных параметров сушильного агента;

3. Определение параметров наружного воздуха;

4. Расчет количества влаги, испаряемой:

а) из 1 м³ пиломатериалов

б) в единицу времени (час, секунду)

5. Определение массы и объема циркулирующего в штабеле и в камере; сушильного агента; температурного перепада в штабеле, установленном в камере;

6. Расчет системы воздухообмена;

7. Определение расхода тепловой энергии на сушку:

а) расход тепла на прогрев древесины

б) расход тепла на испарение влаги из древесины

в) расход тепла на компенсацию тепловых потерь через ограждения;

8. Подбор и расчет тепловой мощности калориферов;

9. Расчет расхода теплоносителя, расхода топлива;

10. Расчет системы трубопроводов.

Выбор расчетного материала и обоснование этого выбора

В соответствии с техническим заданием на проектирование сушке подлежит ряд размерно-породных групп пиломатериалов. Мощность теплового оборудования, установленного в камере, должна обеспечивать выполнение режимных параметров сушки всех высушиваемых пиломатериалов. При недостаточной мощности калориферов для некоторых пиломатериалов температура в камере не достигнет режимных значений, что приводит к неоправданному удлинению процесса сушки.

Выбор той или иной группы пиломатериалов для теплового расчета является оптимизационной задачей, которая решается путем техноэкономических расчетов, где критерием оптимизации является минимальная себестоимость сушки. Для приближенного решения, при проектировании сушильных камер, в качестве расчетного материала выбирают такой из входящих в спецификацию, сушка которого требует минимальной тепловой мощности калориферов по сравнению с другими группами. В свою очередь, при сушке этого материала масса удаляемой из него влаги в единицу времени будет максимальна, а продолжительность процесса сушки - минимальна. Следовательно, расчетным является самый быстросохнущий материал из имеющихся в спецификации. Он выбирается по минимальной продолжительности сушки (в моем случае это сосновые доски толщиной 25 мм).

Установление расчетных параметров сушильного агента

Для последующих расчетов потребуются параметры сушильного агента на входе в штабель. Величины этих параметров устанавливаются по данным I и II ступени режима сушки расчетного материала (таблица 4.1)

Все расчеты принято вести по параметрам II ступени режима. Параметры I ступени используются в расчетах затрат тепла на компенсацию тепловых потерь, при определении толщины теплоизоляционного слоя ограждения.

Таблица 4.1

Расчетные параметры сушильного агента
Ступень режима	Переходная влажность%	t1,°С	?1	?t1,°С	tм1,°С	d1,г/кг	I1, кДж/кг	с1,кг/м3	Vпр1,м3/кг
I	100-35	75	0,73	7	68
II	25-35	75	0,57	12	63	175,31	536,89	0,92	1,28

- влагосодержание

d₁ = (622 ц₁с_H1)/(p_a - ц₁ с_H1) (4.1)

Давление насыщения водяного пара при температуре в 75 °C равна:

с_H1 = 0,03857446 МПа

Атмосферное давление всегда равно p_a = 0,1 мПа

- теплосодержание

I1 = t₁ + 0,001 · d₁ · (1,93t₁ + 2490) (4.2)

- Плотность

с₁ = (348 - 132 [d₁ /(622 + d₁)]/(t₁ + 273) (4.3)

- Удельный объём

V_пр1 = 4,62 (t₁ + 273) · (d₁ + 622) · 10^-6 (4.4)

Определение параметров наружного воздуха

Параметры наружного воздуха требуются при определении расходов тепла на сушку, для расчета системы воздухообмена, в техноэкономических расчетах. При их выборе необходимо учитывать географическое расположение местности, где будет строиться сушильный цех и времена года. Эти параметры выбирают по климатологическим таблицам.

По зимним условиям рассчитывают тепловую мощность калориферов, и, в частности, расходы тепла на нагревание древесины, на испарение из нее влаги, на компенсацию тепловых потерь через ограждения. Среднегодовые условия используются в техноэкономических расчетах, а летние - при расчетах системы воздухообмена, в частности, размеров приточно-вытяжных каналов.

Таблица 4.2 Параметры наружного воздуха

Условия	t0, °С	?0	d0, г/кг	I0,кДж/кг	с0,кг/м3	Vпр0,м3/кг
Зимние	-31		0	-31
Летние	24	0,7	13,65	24	1,283	0,872
Среднегодовые	2,6	0,8	3,58	2,6

Давление насыщения водяного пара при температуре в 24 °C (летние условия) равна:

с_H1 = 0,0029822 МПа

Давление насыщения водяного пара при температуре в 2,6 °C (среднегодовые условия) равна:

с_H1 = 0,00073798 МПа

Расчет количества испаряемой из материала влаги

Базисная плотность древесины сосны равна 400 кг/мі. Требуется рассчитать массу воды, удаляемой из 1 мі расчётного материала за весь цикл сушки по формуле:

M_1M = с_баз · (W_н - W_K )/100 = 372 кг/мі (4.5)

Подсчитаем вместимость камеры без учёта объёмной усушки Уо по формуле:

E = LBH · вв вш вд · m = 35,1 мі (4.6)

Продолжительность кондиционирования сосны равно фк = 8 ч при толщине 25 мм.

Длительность начального прогрева для мягких хвойных пород ориентировочно составляет (в неостывшей камере) летом 1-1,5 часа , а зимой 1,5-2 часа на каждый см толщины пиломатериала. Назначаю фпр=1,75 ч/см , тогда

ф_пр=1,75*2,5=4,375

Далее по формуле 4.7 рассчитываем продолжительность сушки.

ф_с.с. = ф_суш - ф_пр - ф_к (4.7)

ф_с.с. = 93,92- 4,38 - 8 = 81,54ч.

Определим массу воды, которая испаряется из древесины в среднем за цикл сушки, в секунду

M_c = M_1м3 · E_р/(3600ф_c.c.) (4.8),

где E_р - вместимость камеры в расчетном материале без учета усушки,м³

ф_{c.c -} продолжительность собственно сушки расчетного материала, ч

M_c = 372*32,64/(3600*81,54)=0,044кг/c

Однако скорость сушки не остается постоянной на различных этапах процесса. В начальный период скорость максимальна, так как нрадиент влажности имеет наибольшее значение. По мере высыхания величина градиента уменьшается, соответственно падает и скорость сушки.

Расчет тепловой мощности по M_c приведет к дефициту мощности в начальной стадии процесса. Следовательно, необходимо ввести в расчет поправку ч. Величина ч зависит от W_к (чем ниже W_к, тем больше ч).

Коэффициент неравномерности скорости сушки при W_к < 12% равен ч = 1,3

Расчётное количество испаряемой влаги равно:

M_р = M_c * ч = 0,044*1,3=0,0578 кг/с (4.9)

Определение массы и объема циркулирующего в штабеле и в камере; сушильного агента, температурного перепада в штабеле

Количество циркулирующего в штабеле сушильного агента должно обеспечивать относительно равномерное просыхание пиломатериалов по ходу движения сушильного агента. Это может быть достигнуто при относительно небольшой разнице температуры Дt на входе в штабель t₁ и на выходе из t₂.При большом температурном перепаде, который имеет место при недостаточном количестве циркулирующего воздуха, будет наблюдаться большая неравномерность просыхания пиломатериалов в штабеле. Устранить этот недостаток можно путем увеличения продолжительности сушки,с доведением этой неравномерности до допустимого уровня. При малом температурном перепаде и, соответственно, большом количестве циркулирующего воздуха, сушка будет проходить равномерно, но при большем расходе электрической энергии на привод вентиляторов. Как в первом, так и во втором случае будет возрастать себестоимость сушки. Тогда требуется найти такое решение, которое обеспечивало бы минимальную себестоимость сушки.

Следовательно, определение количества циркулирующего воздуха - оптимизационная задача, решаемая путем проведения техноэкономических расчетов.

Задается скорость циркуляции воздуха в штабеле. Определяется объем V_шт и масса G_шт циркулирующего воздуха в камере. Рассчитывается температурный перепад Дt в штабеле. Если его величина выходит за пределы допустимых значений, то делается корректировка скорости циркуляции и заново производится расчет количества циркулирующего воздуха.

Площадь живого сечения штабеля исчисляется по формуле:

F_ж.с.шт. = LH (1 - в_в ) (4.10)

F_ж.с.шт. = 7,5 мІ

Где L = 6 м, Н = 2,5 м, в_в = 0,5.

Для древесины сосны скорость циркуляции сушильного агента в штабеле равна щ_цир = 2,5 м/с, количество штабелей в плоскости равно m = 2. Объём циркулирующего агента сушки:

V_шт. = 3600 F_ж.с.шт. щ_цир m (4.11),

где m - количество штабелей в плоскости, перпендикулярной направлению движения потока агента сушки

V_шт. =3600*7,5*2,5*2= 135000 мі/ч

Масса циркулирующего агента равна

G_шт = V_шт. / V_пр1 (4.12),

Где V_пр1 - приведенный удельный объем (табл. 4.1)

G_шт = 135000 /1,28=105314,14кг/ч

Удельная масса циркулирующего агента сушки, в расчёте на 1 кг испаряемой влаги, кг/кг влаги:

g_шт = G_шт /3600M_p (4.13)

g_шт = 105468,75/(3600*0,0572 )= 505,899 кг. воздуха/кг. влаги

Влагосодержание агента сушки на выходе из штабелей:

d₂ = d₁ + 1000/g_шт (4.14)

d₂ = 175,31+100/505,899 =177,28 г/кг

Перепад температуры агента сушки в штабелях:

Дt_шт. = (d₂ - d₁ )/(0,4 + 0,00074d₁ ) (4.15)

Дt_шт. = (177,28 -175,31)/(0,4+0,00074*175,31)= 3,73 °C

Величина Дt_шт. (в расчете на один штабель по ходу движения воздуха) ограничена пределами, полученными по результатам промышленных испытаний сушильных камер: для пиломатериалов хвойных пород 3-4°C

Температура агента сушки на выходе из штабеля будет равна:

t₂ = t₁ - Дt_шт = 75 - 3,73 = 71,27 °C

с₂ = (348 - 132 [d₁ /(622 + d₁)]/(t₁ + 273)=0,93 кг/м³

V_пр2 = 4,62 (t₁ + 273) · (d₁ + 622) · 10^-6=1,27м³/кг сух. возд.

Расчетный объем циркулирующего воздуха V_р,м³/ч в сушильной камере:

V_р= V_шт/? (4.16)

где ? - коэффициент использования воздушного потока - отношение объема сушильного агента,проходящего через штабеля, к общему объему циркулирующего в камере воздуха.

?=0,8

V_р=135000/0,8= 168750 мі/ч

Расчет системы воздухообмена

Система воздухообмена сушильной камеры обеспечивает удаление из нее воды, испаренной из древесины и приток в камеру более сухого, по сравнению с находящимся там, воздуха. Для этого имеются приточные и вытяжные каналы. Они работают за счет разности давлений, создаваемой циркуляционными вентиляторами. Канал, расположенный в зоне избыточного давления является вытяжным, а канал в зоне разрежения - приточным.

При реверсивной циркуляции функции приточного и вытяжного каналов периодически меняются, в зависимости от направления вращения Приточный воздух при этом вынужденно поступает только из атмосферы. Для воздухообмена сушильной камеры наиболее тяжелыми являются летние условия. Поэтому по этим условиям проводится расчет приточного канала.

Удельная масса приточного и обработанного воздуха по отношению к 1 кг испаряемой влаги:

g₀ = 1000/(d₂ - d_о) (4.17)

g₀ = 1000/( 177,26 -13,65)= 6,11 кг. воздуха / кг. влаги

Масса приточного и обработанного воздуха равна:

G₀ = 3600*g_0*M_P (4.18)

G₀= 3600*6,11 * 0,0572 =1258,41 кг/ч

Объёмы отработанного и приточного воздуха:

V_отр = G₀V_пр2 (4.19)

V_отр = 1258,41*1,27=1599,98 мі/ч

V_пр = G₀V_пр0 (4.20)

V_пр =1258,41*0,872= 1097,58 мі/ч

Площадь поперечного сечения приточного и вытяжного каналов равна:

F_отр = V_отр / 3600щ_кан (4.21),

где щ_кан - расчетная скорость движения отработанного или приточного воздуха в канале, м/с; принимается в пределах 3-5 м/с. Принимаем расчётную скорость обработанного или приточного воздуха в канал щ_кан = 4 м/с.

F_отр = 1600,14/(3600*4)= 0,11 мІ

F_пр = V_пр / 3600щ_кан (4.22)

F_пр = 1097,58 /(3600*4)= 0,08 мІ

Размеры поперечного сечения (ахв) прямоугольного или диаметр круглого канала D,м:

ахв= F_{отр (пр)} ; (4.23)

Приточные и вытяжные каналы имеют клапаны, при помощи которых осуществляется регулирование количества свежего и отработанного воздуха. Размеры этих клапанов нормализованы. Размеры каналов рекомендуется принимать в соответствии с размерами клапанов.

Клапан для прямоугольных каналов АВК (Арктос)

Алюминиевые воздушные клапаны прямоугольного сечения предназначены для регулирования расхода воздуха и перекрывания воздуховодов. Клапан состоит из прямоугольного корпуса и установленных в него жалюзи, которые через систему зубчатых колес поворачиваются на требуемый угол. Крепление ручного или электрического привода к корпусу клапана осуществляется с помощью специальной площадки, поставляемой вместе с приводом. Жалюзи и корпус снабжены резиновыми уплотнителями. Монтаж клапана в воздуховоде производится с помощью болтовых соединений. Клапаны сохраняют работоспособность и могут эксплуатироваться вне зависимости от пространственного положения их установки. Аксессуары Ручной привод, подставка под электропривод, электропривод.

Таблица 4.3

Технические характеристики Тип клапана Размеры, мм Момент вращения, Нм Вес, кг А В С АВК 300x150 300 150 125 2 2.2 АВК 400x200 400 200 125 2 3.1 АВК 500x250 500 250 125 5 3.9 АВК 500x300 500 300 125 5 4.5 АВК 600x300 600 300 125 5 5.0 АВК 600x350 600 350 125 5 5.5 АВК 700x400 700 400 125 7 6.7 АВК 800x500 800 500 125 7 8.6 АВК 1000x500 1000 500 125 10 10.0

Для приточного канала выбираем воздушный клапан АВК 400x200. Для вытяжного канала - клапан АВК 500x250.

Определение расхода тепловой энергии на сушку

Расход тепловой энергии на сушку включает затраты тепла на прогрев древесины, испарение из нее влаги и компенсацию тепловых потерь через ограждения камеры.

Все последующие расчеты расхода тепла проводят отдельно для зимних условий (расчеты тепловой мощности камеры, расхода теплоносителя, расхода топлива) и среднегодовых условий (определение техноэкономических показателей).

Расход тепла на прогрев древесины.

Расход тепла на прогрев 1 мі древесины при t₀ < 0:

Q_пр.мі = с [C_(-) · (-t_о) + C₍₊₎ t_M] + с_б [(W_H - W_г.ж.)/100] r_от (4.24),

где с - плотность древесины при Wн,кг/м³

t_о - начальная (отрицательная) температура древесины, загруженной в камеру, °С

t_M -температура до которой прогревается древесина в камере; она равна температуре смоченного термометра на первой ступени режима сушки, °С

W_г.ж. - количество связанной незамерзшей влаги,%

r_{от -} теплота плавления льда

C_(-),C₍₊₎ - удельные теплоемкости древесины при отрицательной и положительной температуре, кДж/(кг*°C)

с =800 кг/м³ при W_H=100%,

C_(-)=2,17 кДж/(кг*°C) при t_p= t_о/2=-15,5 °C

C₍₊₎=3,19 кДж/(кг*°C) при t_p= t_м/2=34°C

Количество связанной незамерзшей влаги в древесине равно:

W_г.ж = 30 + 0,772t_о + 0,0082 · t₀І (4.25)

W_г.ж = 30 + 0,772*( -31)+ 0,0082*( -31)² = 13,95 %

Теплота плавления льда, равная

r_от = 335 кДж/кг

Далее по формуле:

Q_пр.мі = 800*[2,17*31+3,19*68]+400*[(100-13,95)/100]* 335= 320341,4кДж/м³

Найдём для среднегодовых условий удельную теплоёмкость:

С(+) =3,198 кДж/(кг °С)

Расход тепла на прогрев древесины при t > 0 равен:

Q_пр.мі = с С₍₊₎ (t_м - t_о) (4.26)

Q_пр.мі = 800*3,198*(68-2,6)= 167319,4 кДж/м³

Удельный расход тепла при прогреве древесины, в расчёте на 1 кг испаряемой влаги для зимних и среднегодовых условий определим по формуле:

g_пр = Q_пр.мі / M_1м (4.27)

для зимних условий g_пр = 320341,4/372=861,13 кДж/кг

для среднегодовых условий g_пр = 167319,4/372=449,78 кДж/кг

Расход тепла на испарение влаги

Считаем удельный расход тепла на испарение влаги для зимних и среднегодовых условий по формуле:

q_исп = 1000 · (I₁ - I_о)/(d₂ - d_о) - C_в t_м (4.28),

где I₂ - теплосодержание отработанного воздуха, кДж/кг

I₂= I₁= 536,89 кДж/кг

C_в - удельная теплоемкость воды

C_в=4,19 кДж/(кг °С)

Произведение C_в t_м характеризует затраты тепла на подогрев воды, содержащейся в древесине. Эти затраты были ранее учтены при расчете расхода тепла на прогрев древесины.

для зимних условий:

q_исп = 1000*(536,89-(-31))/( 177,263-0)- 4,19*68= 2918,75 кДж/кг

для среднегодовых условий:

q_исп = 1000*(536,89- 2,6)/( 177,263- 3,58)- 4,19*68= 2791,37 кДж/кг

Только для зимних условий подсчитаем тепловую мощность, необходимую для испарения из материала влаги:

Q_исп = q_{исп *} M_с (4.29)

Q_исп = 2918,75*372=168,76 кВт

Расчет расхода тепла на компенсацию тепловых потерь через ограждения камеры

Тепловая энергия, затраченная на компенсацию тепловых потерь через ограждения камер равна сумме тепловых потерь через охлаждающиеся элементы ограждений камеры. Потери через боковые стены, разделяющие смежные камеры, не учитываются. Если в блоке больше четырёх камер, то рассчитываются потери тепла, для камеры, находящейся внутри блока. Охлаждающимися элементами ограждения являются торцевые стены, двери, пол, перекрытие камеры.

Суммарные потери тепла через ограждения камеры, кВт:

, (4.30)

где - площадь, м², и коэффициент теплопередачи, Вт/(м² град),i- го элемента ограждения,

- температура воздуха внутри и снаружи камеры около i -го элемента её ограждения, °С,

=1,5 - коэффициент, учитывающий увеличение потерь тепла через ограждения за счет «тепловых мостов», увлажнения теплоизоляционных материалов, влияния на тепловые коэффициенты материала ограждений повышенной температуры.

В расчётах тепловых потерь через пол допустимо принять коэффициент теплопередачи пола К_пол = 0,5К_ст, а площадь, - равной произведению ширины полосы пола вдоль стены на её длину. Ширина этой полосы составляет 2 м.

Тепловая изоляция камер должна удовлетворять условию, при котором на внутренней поверхности ограждений отсутствовала бы конденсация водяного пара (такому требованию должны удовлетворять ограждения и других отапливаемых помещений). В этом случае коэффициент теплопередачи ограждений Ку должен удовлетворять условию:

, (4.31)

где - коэффициент теплообмена на внутренней поверхности ограждения, Вт/(м2 °С); t]

- температура агента сушки на I ступени режима, °С;

t_p - температура точки росы агента сушки, °С; без большой погрешности можно принять t_p= t_м- 1, °С.

t_p=68-1=67°С

Коэффициент теплообмена Вт/м2С)в условиях вынужденной конвекции рассчитывается по выражениям:

при скорости потока воздуха щ?5 м/с.

щ (4.32)

5,8+3,95*2,5=15,68 Вт/(м²°С)

15,68*(75-67)/(75+31)=0,16 Вт/(м²°С)

Расчётный коэффициент теплопередачи К должен быть несколько меньше полученного выше. Принимается К= (0,8... 0,85).

Вт/(м²°С)

Далее следует разработать конструкцию того или иного ограждения. При этом надо решить, из каких слоев и материалов.

Пол камеры состоит из железобетонной плиты с толщиной 200 мм на подушке из песка (200 мм),щебня (100 мм). Поверх плиты накладывается слой цементно-песочной смеси для утапливания рельсов и придания полу уклона 0,01…0,005 по направлению к канавкам, идущим вдоль камеры и имеющим слив в канализацию. Сушильная камера имеет сварную металлическую конструкцию из уголка, внутри которой находится утеплитель (минераловатный теплоизоляционный материал), а снаружи каркас обшит некорродирующими листами железа. Потолок, все стены и дверь состоят из одного материала - «сэндвич-панели», толщиной около 150 мм. Загрузочно-разгрузочные двери, кроме требований изложенных выше, должны быть герметичными в притворах, иметь надежные и простые запоры и обладать стабильностью формы. Предъявляемым требованиям в наибольшей степени отвечают двери, изготовленные из «сэндвич-панелей». В ряде сушильных камер применяют сдвижные щитовые, подъемно-щитовые и подъемно-шторные двери. Сдвижные щитовые двери (рис 4.1) представляют собой щит 3, полностью перекрывающий дверной проем камеры; этот щит с помощью подъемно-передвижной каретки 4 навешивается на металлическую коробку 1, снабженную уплотнительной прокладкой. Для прижима дверного щита используют различные устройства (рычажно-поворотные, винтовые, клиновые прижимы). Подъемно-передвижная каретка движется по монорельсу 2. Некоторые конструкции камер имеют каретку, снабженную электромеханическими приводами подъема дверного полотна и перемещения каретки по монорельсу.

Рис 4.1 Общий вид сушильной камеры с щитовой дверью

Расчёту подлежит толщина теплоизоляционного слоя стен, перекрытия и двери камеры.

При расчёте толщины теплоизоляции двери («сэндвич»-панель) термическим сопротивлением металлических листов пренебрегаем. Коэффициент теплопроводности =0,052Вт/(м°С)

Толщину теплоизоляционного слоя Sm, м, ограждения рекомендуется рассчитать по формуле:

(4.33)

Коэффициент теплообмена равен: для наружных поверхностей ограждений выходящих в отапливаемые помещения, при скорости движения воздуха

щ_н=0,5 м/с,

(4.34)

= 5,8+3,95*0,5 = 7,78 Вт/(м² *° С),

для наружной поверхности перекрытия (скорость ветра принимаем 5 м/с):

(4.35)

Вт/(м² *° С)

0,045

Такая толщина, удовлетворяя условию отсутствия конденсации, не соответствует требованиям прочности и устойчивости стены с точки зрения строительных норм. Поэтому назначаем толщину стен 150 мм.

При S_ст= 0,15 м коэффициент теплопередачи будет равен

(4.36)

0,325

Толщина теплоизоляции двери:

0,045

Из конструктивных соображений, связанных с обеспечением формоустойчивости двери, принимаем толщину панелей 100мм.

0,473

Для перекрытия

0,050 м

Из конструктивных соображений назначаем толщину перекрытий 150 мм.

0,335

Расчет тепловых потерь представлен в таблице 4.4

Таблица 4.4

Элементы ограждений	Площадь ограждения, Fi, м2°С	К,Вт/м2°С	Расчет потерь тепла при условиях
			зимних	среднегодовых
			to °С	t1-to °С	Qoгp1 кВт	t0cp °С	t1-to °С	Qoгp1 кВт
Стена торцовая	25,46	0,325	18	57	0,47	20	55	0,46
Пол смежный с торцовой стеной	10,50	0,162	18	57	0,10	20	55	0,09
Стена торцовая за вычетом дверей	12,85	0,325	18	57	0,24	20	55	0,23
Пол смежный с торцовой стеной	1,80	0,162	18	57	0,02	20	55	0,02
Дверь камеры	12,62	0,473	18	57	0,34	20	55	0,33
Перекрытие	66,15	0,335	-31	106	2,35	2,6	72,4	1,60
	1,5*?	5,26		1,5*?	4,09

Температура внутренних отапливаемых помещений принята в соответствии со СНиП II-33-75.

Величину удельных затрат тепла q_огp, кДж/кг, компенсирующих потери через ограждения, рассчитывают по выражению:

зимние условия

(4.37)

118,36 кДж/кг

среднегодовые условия

(4.38)

91,90 кДж/кг

Общий расход тепловой энергии на сушку пиломатериалов

Удельный расход тепловой энергии на сушку пиломатериалов q_суш, кДж/кг, складывается из затрат тепла на прогрев древесины, на испарение из неб влаги и компенсацию тепловых потерь через ограждения камеры (расчет ведем только для среднегодовых условий):

 (4.39)

где 1,15 - коэффициент, характеризующий дополнительные неучтённые расходы тепла на кондиционирование, на подогрев камеры, транспортных средств, оборудования и пр.

3832,58

Расход тепла на сушку, отнесенный к 1 м³ высушенной древесины

Q_суш, м³ , кВт ч/м³ (расчёт ведётся только для среднегодовых условий);

(4.40)

396,03

Подбор и расчёт мощности калориферов

Этот раздел выполняется в следующем порядке. Сначала рассчитывается тепловая мощность калориферов. Затем проводится выбор модели, номера калориферов и их размещение в камере, в соответствии с её конструктивной схемой. Далее рассчитывается коэффициент теплопередачи калориферов и поверхность их нагрева. В конечном итоге уточняются число калориферов, их параметры и составляется схема монтажа в камере.

Тепловая мощность калориферов Q_кал, кВт, рассчитывается по выражению:

(4.41)

где 1,15 - коэффициент, который характеризует неучтённые расходы тепла.

Выбор модели и номера калорифера. Современные сушилки оборудуются калориферами (воздухонагревателями) преимущественно заводского изготовления и общего назначения, которые предназначены для нагрева воздуха в системах вентиляции, воздушного отопления, кондиционирования и теплоснабжения. Теплопередающим элементом в калориферах служат оребренные биметаллические трубы. Они имеют высокий коэффициент теплопередачи, относительно долговечны (гарантийный срок службы от 6 до 11 лет, в зависимости от металла трубы), хорошо встраиваются в сушилки. Несущая труба изготавливается из углеродистой стали 10, 20, или легированной стали 12Х18Н10Т. Её оребрение выполняется путём спиральной накатки из алюминия или его сплавов, которые имеет удовлетворительную коррозионную стойкость в слабокислой среде (рН = 3... 4) сушильного агента.

По виду теплоносителя заводы изготавливают водяные и паровые калориферы, рассчитанные на давление до 1,2 МПа. Калорифер состоит из пучка теплопередающих трубок, который подсоединен с противоположных концов к двум распределительным коробкам (коллекторам), имеющим входной и выходной патрубки. Водяные калориферы имеют многоходовое исполнение, которое реализуется путём установки перегородок в коллекторах. Трубки в них располагаются горизонтально, а патрубки - на одном коллекторе. Вода подается через верхний патрубок, распределяется по греющим трубкам , передает тепловую энергию сушильному агенту, который движется перпендикулярно плоскости калорифера. По ходу движения сушильного агента в калориферах может быть установлено от 1 до 4 рядов труб.

При подборе калориферов для конкретной сушильной камеры необходимо знать их габаритные размеры, поверхность нагрева, фронтальные сечения по воздуху и теплоносителю, массу, диаметр патрубков. Кроме того, всегда требуется рассчитать коэффициент теплопередачи калорифера и его аэродинамическое сопротивление. Эти показатели устанавливаются заводами-изготовителями и приводятся в технических условиях и каталогах этих предприятий.

Рис. 4.2 Характер движения теплоносителя в многоходовом калорифере

Ведущим предприятием страны по производству калориферов (воздухонагревателей) является Костромской калориферный завод (www.kkz.ru), который выпускает наиболее употребительные для сушильных камер водяные и паровые калориферы.

В последние годы завод начал выпуск водяных калориферов базовой серии ТБЗ по своим техническим условиям (ТУ), которые имеют характеристики наиболее пригодные для сушильных камер для пиломатериалов. Они отличаются малым аэродинамическим сопротивлением, повышенным коэффициентом теплопередачи, отсутствием боковых щитков, удобством монтажа.

Вид теплоносителя (вода, водяной пар) определяется в соответствии с заданием на проектирование. Тип и марка калорифера выбираются при разработке конструктивной схемы сушильной камеры. Для камер с вертикально - поперечной циркуляцией можно рекомендовать калориферы базовой серии ТБЗ (теплоноситель - горячая вода), или КПЗ-Ск (водяной пар).



Рис. 4.3 Схема базового теплообменника ТБЗ

При предварительном определении числа калориферов следует стремиться к тому, чтобы площадь, занимаемая калориферами (с учётом монтажных зазоров), была близка к площади поперечного сечения циркуляционного канала. В местах подсоединения выходных патрубков калориферов к распределительным трубам ширина монтажного зазора должна быть не менее 250 мм. Размеры других зазоров устанавливаются исходя из возможности проведения монтажных работ и обслуживания калориферов. Следует, для обеспечения минимального аэродинамического сопротивления, по возможности, устанавливать калориферы по ходу движения сушильного агента в один ряд.

Выбор модели и номера калорифера:

Теплоноситель: горячая вода ;

Установка калориферов: на входе (по движению агента) в верхний циркуляционный канал.

Марка выбранного калорифера: ТБ3-10.10.02У3

Производительность по воздуху	Производительность по теплу, кВт	Площадь теплообменника м2	Габариты	Число рядов труб
			А	L	H	H1
		37,3	1703	1827	1247	1109	1
Число ходов теплоносителя	Площадь фронтального сечения для прохода воздуха, м2
6	2,064

Установка калориферов - горизонтальная

Установка экранов не планируется.

После того, как выбрана марка калорифера и предварительно установлено их число, проводится расчет его коэффициента теплопередачи К . Для этого предварительно определяется площадь фронтального сечения f_фр, свободная для прохода циркулирующего воздуха. При отсутствии экранов (наиболее распространенный случай) за площадь f_фр принимается габаритная площадь поперечного сечения циркуляционного канала.

Массовая скорость (щс)_фр,кг/(м² с), равна:

Массовая скорость в циркуляционном канале:

(4.42)

Коэффициент теплопередачи калорифера при

(4.43)

Расчётная поверхность нагрева калориферов:

(4.44)

где К_F - коэффициент запаса площади, характеризующий термические сопротивления загрязнений на наружной и внутренней поверхности труб, неучтённые течения сушильного агента через монтажные зазоры, колебания температуры теплоносителя. Его величина составляет 1,2... 1,3.

t_m - температура теплоносителя; устанавливается по данным технического задания.

К_F=1,3

Требуемое количество калориферов в камере:

(4.45)

Теплоснабжение сушильной камеры, сушильного цеха

Преимущественно в системах теплоснабжения лесосушильных камер в настоящее время используется горячая вода. Водяной пар применяется значительно реже (при наличии паровой котельной на предприятии). Ещё реже теплоносителем служит электроэнергия, по причине её высокой стоимости. Получают распространение сушильные камеры, в которых нагрев сушильного агента осуществляется в аэротермических установках, работающих на отходах деревообрабатывающих производств.

Горячая вода, как теплоноситель получила последнее время очень широкое распространение в деревообрабатывающей промышленности. Источником её получения являются водяные котлы, работающие на отходах деревообрабатывающих производств. Эти котлы просты в устройстве и управлении, отличаются высоким уровнем механизации, имеют относительно невысокую стоимость (по сравнению с паровыми), не подлежат регистрации в государственных органах. Кроме того, горячая вода более удобна для применения в системах автоматического регулирования (САР) процессов сушки.

Теплоснабжение камеры и сушильного цеха

А) Составляем схему теплоснабжения камеры;

Б) Определяем тепловую мощность сушильного цеха;

В) Рассчитываем диаметры трубопроводов

Тепловая мощность сушильного цеха:

(4.46)

где коэффициентом 1,2 учитываются дополнительные затраты тепловой энергии на нагрев бытовых помещений, коридора управления, склада сухих пиломатериалов;

n к - число камер.

n = 9

Расчёт диаметров трубопроводов

Первоначально рассчитываем расход воды м3 /ч, проходящей через калориферы одной камеры:

(4.47)

где - площадь сечения для прохода теплоносителя в калорифере,

- скорость движения воды через сечение

n -- число калориферов в камере.

Трубы подвода и отвода воды, коммутирующие калориферы в камере, имеют одинаковый диаметр. Диаметр D_K ,мм, этих труб равен;

(4.48)

где - скорость движения воды в коммутирующих трубах; принимается равной 1,0... 1,5м/с.

Трубы этого диаметра выходят из камеры в коридор управления. На подводящей трубе монтируется гидроклапан, снабженный

Секундный расход воды

(4.49)

Диаметр магистральных труб, поводящих/отводящих воду к камерам (щ = 0,5 м/с):

(4.50)

5. Аэродинамический расчёт сушильной камеры

Целью аэродинамического расчёта сушильной камеры является определение: а) количества циркулирующего сушильного агента в камере, обеспечивающего качественную сушку пиломатериалов; б) выбор схемы его циркуляции в камере; в) выбор класса циркуляционного вентилятора; г) выбор типа и расчет параметров вентилятора.

Все перечисленные цели расчета, кроме последнего, решены при выборе типа сушильной камеры (класс вентилятора и выбор схемы циркуляции) и в тепловом расчете (количество циркулирующего агента сушки).

В проекте рекомендуется использование вентиляторов FTDA. В соответствии с конструктивной схемой определяется число вентиляторов m в камере. В камерах с поперечно-вертикальной циркуляцией сушильного агента рекомендуется устанавливать 3-4 вентилятора по длине штабеля 6,0 - 6,2.

Производительность одного вентилятора, V _вен, м³/ч

(6.1)

=24107,14 м³/ч

Марка выбранного вентилятора - FTDA-REV-080-6

Исполнение корпуса - 1

D, мм	D1, мм	d, мм	N, шт.	L, мм
800	860	12	16	560

Мощность двигателя = 4 кВт ; n = 1500 об/мин.

Расход воздуха Vр = 35000 м3/час ; Р = 240 Па ; t_ср = 100°С ;

Для уточнения номера вентилятора и определения остальных его характеристик требуется рассчитать давление, Р_вен, Па, развиваемое вентилятором.

Камеры имеют замкнутое кольцо циркуляции. Это означает, что давление Р_вен, Па, создаваемое вентилятором, определяется только аэродинамическим сопротивлением системы. Это сопротивление равно сумме сопротивлений прямолинейных участков каналов, местных сопротивлений, которыми являются штабеля, калориферы, изменения площадей поперечного сечения каналов, изменения направления движения сушильного агента.