Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

Международная образовательная корпорация

КАЗАХСКАЯ ГОЛОВНАЯ АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ

Факультет строительных технологий, инфраструктуры и менеджмента

Специальность 5В072500 «Технология деревообработки и изделий из древесины»

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по дисциплине «Сушка древесины»

Выполнил ст. гр. ТДО 13-1

Тоймбаев Е.Ж.

Руководитель: Аркабаева З.Р.

Алматы 2016

Содержание

Введение

1. Расчет и проектирование лесосушильных камер периодического действия

1.1 Цель и последовательность технологического расчета

1.2 Пересчет объема фактического пиломатериала в объем условного материала

1.3 Определение производительности камер в условном материале

1.4 Определение необходимого количества камер

2. Цель и последовательность теплового расчета

2.1 Выбор расчетного материала

2.2 Определение массы испаряемой влаги

2.2.1 Масса влаги, испаряемой из 1 м3 пиломатериалов (кг/м3)

2.2.2 Масса влаги, испаряемой за время одного оборота камеры, (кг/оборот)

2.2.3 Масса влаги, испаряемой из камеры в секунду (кг/с)

2.2.4 Расчетная масса испаряемой влаги (кг/с)

2.3 Выбор режима сушки

2.4 Определение параметров агента сушки на входе в штабель

2.5 Определение объема и массы циркулирующего агента сушки

2.5.1 Объем циркулирующего агента сушки

2.5.2 Масса циркулирующего агента сушки на 1 кг испаряемой влаги (кг/кг)

2.5.3 Определение параметров воздуха на выходе из штабеля

2.5.4 Уточнение объема и массы циркулирующего агента сушки

2.6 Определение объема свежего и отработавшего воздуха

2.6.1 Масса свежего и отработавшего воздуха на 1 кг испаряемой влаги (кг/кг)

2.6.2 Объем свежего (приточного) воздуха, поступающего в камеру (м3/с)

2.6.3 Объем отработавшего воздуха (выбрасываемого из камеры), м3/с

2.6.4 Расчет приточно-вытяжных каналов камеры

2.7 Определение расхода тепла на сушку

2.7.1 Расход тепла на начальный прогрев 1 м3 древесины

2.7.2 Удельный расход тепла (кДж/кг) при начальном прогреве на 1 кг испаряемой влаги (определяется для зимних и среднегодовых условий)

2.7.3 Общий расход тепла на камеру при начальном прогреве

2.7.4 Определение расхода тепла на испарение влаги

2.7.5 Потери тепла через ограждения камеры

2.7.6 Определение удельного расхода тепла на сушку (кДж/кг)

2.7.7 Определение расхода тепла на 1 м3 расчетного материала (кДж/м3)

2.8 Выбор типа и расчет поверхности нагрева калорифера

2.8.1 Выбор типа калорифера

2.8.2 Тепловая мощность калорифера

2.8.3 Расчет поверхности нагрева калорифера (м2)

2.9 Определение расхода пара

2.9.1 Расход пара 1 м3 расчетного материала (кг/м3)

2.9.2 Расход пара на камеру (кг/час)

2.9.3 Расход пара на сушильный цех (кг/ч)

2.9.4 Среднегодовой расход пара на сушку всего заданного объема пиломатериалов (кг/год)

2.10 Определение диаметров паропроводов и конденсатопроводов

2.11 Выбор конденсатоотводчиков

3. Цель и последовательность аэродинамического расчета

3.1 Методика расчета потребного напора вентилятора

3.2 Последовательность аэродинамического расчета

3.2.1 Составление аэродинамической схемы камеры

3.2.2 Определение скорости циркуляции агента сушки на каждом участке

3.2.3 Выбор коэффициентов местных сопротивлений

3.2.4 Определение сопротивлений движению агента сушки на каждом участке

3.2.5 Выбор вентилятора

3.2.6 Определение мощности и выбор электродвигателя

4. Вопросы механизации работ по формированию и транспортированию сушильных штабелей

4.1 Механизация работ по формированию и транспортированию штабелей

4.2 Планировка сушильного цеха

4.3 Техническая характеристика паровоздушных лесосушильных камер, стационарного периодического действия ЛТА-Гидропрев (ВК-4)

4.4 Описание камеры периодического действия ЛТА-Гидропрев (ВК-4)

5. Техника безопасности

6. Технологический процесс

Заключение

Список литературы

Введение

сушка древесины влажность технологический

Перед лесной, деревообрабатывающей и целлюлозно-бумажной промышленностью ставится задача увеличения производства продукции без существенного расширения объема лесозаготовок. В настоящее время более рационально используется лесосырьевые ресурсы, улучшено использование древесины, повышается качество изготовляемой из нее продукции. Частным решением поставленной задачи является обязательная сушка всех вырабатываемых пиломатериалов. За истекший период выросли сушильные мощности за счет строительства новых и модернизации действующих сушилок, разработки и внедрения оптимальных режимов сушки, автоматизации сушильных процессов и комплексной механизации транспортных работ. Однако в полной мере эта задача не решена. Сушка пиломатериалов остается одной из важных проблем деревообрабатывающей промышленности. Резкое увеличение объемов производства фанеры и древесностружечных плит определяет соответствующий рост объемов сушки шпона и стружки. Что же такое сушка? Сушкой называются процессы удаления влаги из различных материалов путем испарения. Сушка материалов широко распространена в отраслях народного хозяйства, в том числе и в деревообрабатывающей промышленности. Она является энергоемким процессом, связанным со значительным расходом топлива, пара, а также электроэнергии. В результате сушки древесина из природного сырья превращается в промышленный материал, отвечающий самым разнообразным требованиям, которые предъявляются к нему в различных производственных и бытовых условиях. При снижении влажности древесины улучшаются ее физико-механические и эксплуатационные свойства. Известно, что с изменением содержания влаги в древесных сортиментах меняются их размеры и форма. В тех случаях, когда при эксплуатации изделий из древесины требуется постоянство размеров и формы деталей, их влажность должна быть заранее доведена до определенного уровня, который соответствует условиям эксплуатации этих изделий, т.е. до эксплуатационной влажности. Древесина, содержащая большое количество воды, легко поражается грибами, в результате чего она загнивает. Сухая же древесина отличается большой стойкостью. Понижение влажности древесины приводит к снижению ее массы и одновременному повышению прочности. Сухая древесина в отличие от сырой легко склеивается и отделывается. Таким образов, древесину высушиваются с целью: предупреждения размеро- и формоизменяемости деталей; предохранения от порчи и загнивания; увеличения прочности; повышения качества отделки и склеивания.

Сушка древесины - неотъемлемая операция в подавляющем большинстве технологических процессов деревообработки. В основном древесину сушат в виде пиломатериалов (досок, брусьев, заготовок), шпона (тонколистового материала), щепы, стружки и волокна. Некоторое распространение имеет сушка круглых лесоматериалов (детали опор линий электропередачи, связи, строительные детали).

1. Расчет и проектирование лесосушильных камер периодического действия

Во введении пояснительной записки курсового проекта необходимо отразить состояние и перспективы развития техники и технологии камерной сушки пиломатериалов, ее технологические цели.

1.1 Цель и последовательность технологического расчета

Конечной целью технологического расчета является для определение количества камер для высушивания заданного годового объема пиломатериалов.

Предварительно выбирается способ сушки (в досках или заготовках), категория качества, категория режима сушки, конечная влажность, и тип камеры (прил.1, табл. 1).

Технологический расчет выполняется в определенной последовательности.

1.1 Пересчет объема фактического пиломатериала в объем условного материала.

1.2 Определение производительности камер в условном материале.

1.3 Определение необходимого количества камер.

1.2 Пересчет объема фактического пиломатериала в объем условного материала

Для учета производительности лесосушильных камер и планирования их работы установлена неизменная учетная единица - кубометр условного материала, которому эквивалентны сосновые обрезные доски толщиной 50 мм, шириной 150 мм, длиной более 1 м, высушиваемого по 2 категории качества от начальной влажности 60% до конечной 12%.

Объем высушенного или подлежащего сушке пиломатериала заданной спецификации Ф (м3) пересчитывается в объем условного материала

У (м3 усл.) по формуле /4/

У = Ф * К, (1)

Уc=4000*1,725=6900 Ус=3000*2,32=6960

Ул=8000*4.137=33096

где Ф - объем высушенных или подлежащих сушке фактических пиломатериалов данного размера и породы (согласно заданию, м3);

К - коэффициент пересчета;

К = К? Ке, (2)

Кс=2.5*0.69=1,725 Кс=2*1,16=2,32

Кл=2.1*1,97=4.137

где Кф - коэффициент продолжительности оборота камеры;

Ке- коэффициент емкости камеры;

К = об.ф.,(3)

где об.ф.- продолжительность оборота камеры при сушке фактического материала данного размера и породы, сутки;

об.усл.- продолжительность оборота камеры при сушке условного материала, сутки.

Кс = Кл = Кс =

Продолжительность одного оборота камеры при сушке фактического материала об.ф.(сутки);

для камер периодического действия

об.ф.= суш.+ , (4)

об.ф.с=3,1об.ф.л=8,6об.ф.л=5,1

об.усл. = суш.усл+.. (5)

об.усл. =4,2+0,1=4,3

В камерах непрерывного действия время на загрузку и выгрузку штабелей не предусматривается.

Табличный метод определения продолжительности сушки.

Таблица 1 - Значение коэффициента Ак

Категория качества	I
Ак	1,2

Низкотемпературный процесс сушки в воздушных камерах непрерывного действия.

В камерах с противоточной циркуляцией продолжительность сушки пиломатериалов (в часах), включая начальный прогрев, находится из выражения

суш. = исх. Ап Ац Ак Ав,(6)

суш. с =55*1*0,82*1,15*1,35/24=3

суш. л =142*1*0,93*1,15*1,35/24=8,5

суш. с =86*1*0,86*1,15*1,35/24=5

где исх. - продолжительность сушки (ч) сосновых пиломатериалов заданной толщины S1,мм и ширины S2,мм. Определяется по таблице 9 в зависимости о применяемого режима;

Ап - коэффициент, учитывающий влияние породы:

ель, пихта - 0,90

сосна, кедр - 1,00

осина - 1,10

береза - 1,45

лиственница - 4,00

Ац - коэффициент, учитывающий интенсивность циркуляции воздуха, табл. 10.

Ак - коэффициент категории качества, определяется по таблице 4.

Ав - коэффициент, учитывающий начальную и конечную влажность древесины, табл.11.

Таблица 2 - Исходная продолжительность сушки пиломатериалов исх (ч)

Толщина п/м S1,мм	Ширина пиломатериалов, S2,мм
	140 - 180
Нормальные режимы (Н)
19 22 25 32	20 22 27 37

Таблица 3 - Значение коэффициента Ац

Тип камер	Толщина пиломатериалов, S1,мм
	25	32	40
ВК-4	1,2	1	1

Таблица 4 - Значение коэффициента Ав

Wн, %	S1 мм	Нормальный и форсированные режимы при Wк, %
		10
1	2	3
70	32-40 45-60	1,36 1,32

Коэффициент емкости камеры определяется отношением коэффициентов объемного заполнения штабеля условным усл и фактическим ф материалом:

КЕс =КЕ.л = КЕс =

Коэффициент усл или ф равен произведению коэффициентов заполнения штабеля по высоте в , ш и длине дл. С учетом объемной усушки пиломатериалов Уо величина усл или ф находится по формуле:

ф = в · ш ·дл · 100 - Уо,(8)

фс =0,43*0,43*1*

фл =0,56*0,43*1*

фс =0,61*0,43*1*

Коэффициент в зависит от номинальной толщины высушиваемого материала S , мм и толщины прокладок Sпр , мм

в с= в л= в с=

при Sпр = 25 мм (принятая толщина прокладок).

Коэффициент ш зависит от способа укладки (со шпациями, без шпаций) и вида пиломатериалов (обрезные, необрезные). Значение ш выбирается по табл.12.

Таблица 5 - Значение коэффициента ш

Способ укладки	Пиломатериалы
	необрезные
Со шпаций	0,43

Коэффициент дл равен 1, если в штабель укладывают доски одинаковой длинны.

Объемную усушку Уо (%)определяют:

Уо = Ко · (Wном - Wк),(10)

Уос =0,44*(15-8)=3 Уол =0,52*(15-8)=3,64 Уос =0,44*(15-8)=3

где Ко - коэффициент объемной усушки, зависящий от породы древесины, таблица 15;

Wном - влажность, для которой установлены номинальные размеры по толщине и ширине пиломатериалов, %;

Wк - конечная влажность высушенных пиломатериалов, %.

Для пиломатериалов внутреннего использования Wном = 15%.

Для условного материалов Уо = 0,44 · (15 - 12) = 1,32 %.

Коэффициент объемного заполнения штабеля условным материалом принимать

(11)

Все полученные расчеты заносятся в табл.13 и 14.

Таблица 6 - Определение продолжительности сушки пиломатериалов

№

Порода, сечение пило-мате-риаловмм

Кате-гория режи-ма

Кате-гория каче-ства

Влаж-ность

Исхо-дная про-дол-жи-тель-ность сушки исх (ч)

Коэффициенты

Общая продо-лжите-льно-сть исх (ч/сут)

Wн %

Wк %

Аи

Ац

Ак

Ав

1 2 3

Сосна 25х110 Литвенница 32х110 Сосна 40х110

Н Н Н

II II II

70 70 70

8 8 8

55 142 86

1,0 1,0 1,0

0,82 0,93 0,86

1,15 1,15 1,15

1,35 1,35 1,35

70 205 114

3 8,5 5

Пересчет объема фактического материала в объем условного материала, производимого по форме табл. 7.

Таблица 7 - Пересчет объема фактических пиломатериалов в объем условного материала

№	Порода, вид и сечение пиломате-риалов, мм	Заданный объем сушки Ф, м3	Коэффи-циент емкости камеры Ке	Коэффи-циент оборота камеры Кф	Коэффи-циент перес-чета К= Ке · Кф	Объем в условном материале У = Ф · К, м3усл.
1 2 3	Сосна 25х110 Лиственница 32х110 Сосна 40х110	4000 8000 3000	2,5 2,1 2	0,69 1,97 1,16	1,725 4,137 2,32	6900 33096 6960

Общий объем условного материала определяется как сумма (м3усл.)

У = У1 + У2 + …….+ У (12)

У =14690

Таблица 8 - Коэффициент объемной усушки и средней условной плотности древесины важнейших пород

Порода	Коэффициент усушки по объему Ко	Условная плотность кг/м3
Сосна Лиственница	0,44 0,52	400 520

1.3 Определение производительности камер в условном материале

Годовая производительность камеры в условном материале определяется по формуле (м3усл./год)

Пу = Еусл ·· nусл, (13)

Пу =61,2*77,9=4767,8

где Еусл - емкость камеры в плотных кубометрах условного материала, м3усл.;

nусл - число оборотов камеры в год при сушке условного материала.

Емкость камеры в условном материале (м3усл.) находится по формуле:

Еусл = Г · усл, (14)

Еусл =61,2

где Г - габаритный объем всех штабелей в камере, м3;

усл - коэффициент объемного заполнения штабеля условным материалом.

Габаритный объем Г (м3) штабелей вычисляется:

Г = n · l · b · h, (15)

Г =4*6,5*1,8*2,6=121,68

где l, b, h - соответственно габаритная длина, ширина, высота штабелей, м;

n - число штабелей в камере.

Число оборотов камеры в год (число загрузок) определяется по выражению (об/год)

n усл = 335/ об.усл. (16)

n усл = 335/4,3=77,91

где 335 - время работы камеры в году, сутки;

об.усл. - продолжительность оборота камеры для условного материала, сутки.

1.4 Определение необходимого количества камер

(17)

n кам = шт

где У - общий объем условного материала, м3усл;

Пу - годовая производительность одной камеры в условном материале, м3усл/год.

2. Цель и последовательность теплового расчета

Тепловой расчет лесосушильных камер производится с целью определения затрат тепла на сушку, расхода теплоносителя, выбора и расчета теплового оборудования (калориферов, конденсатоотводчиков, трубопроводов).

Тепловой расчет выполняется в такой последовательности:

Выбор расчетного материала.

Определение массы испаряемой влаги.

Выбор режима сушки.

Определение параметров агента сушки.

Определение объема и массы циркулирующего агента сушки.

Определение объема свежего и отработавшего воздуха.

Определение расхода тепла на сушку.

Выбор типа и расчет поверхности нагрева калорифера.

Определение расхода пара.

Определение диаметров паропроводов и конденсатопроводов.

Выбор конденсатоотводчиков.

2.1 Выбор расчетного материала

При проектировании лесосушильных камер за расчетный материал

принимаются сосновые обрезные доски толщиной 25 мм, шириной не менее 150 мм, начальная влажность около 80%, конечная в зависимости от целевого назначения. Если в задании на проектирование нет таких досок, то за расчетный материал принимаются самые быстросохнующие доски из заданной спецификации. В этом случае камеры обеспечат сушку любого другого материала из заданной спецификации

2.2 Определение массы испаряемой влаги

2.2.1 Масса влаги, испаряемой из 1 м3 пиломатериалов (кг/м3)

, (18)

m 1м3с =400*

m 1м3 л =520*70-8/100=322,4

m 1м3 с =400*70-8/100=248

где усл - условная плотность расчетного материала, кг/м3 (табл.15);

Wн, Wк - соответственно начальная и конечная влажность расчетного материала, %.

2.2.2 Масса влаги, испаряемой за время одного оборота камеры, (кг/оборот)

m об.кам. = m 1м3 · E, (19)

m об.кам.с = 24,3*248=6026,4

m об.кам.л =322,4*27,9=8994,9

m об.кам.с=248*30,42=7544,1

Е = Г · ф, (20)

Ес =121,68*0,2=24,3

Ел =121,68*0,23=27,9

Ес =121,68*0,25=30,42

где Е - емкость камеры , м3;

Г - габаритный объем всех штабелей в камере, м3;

ф - коэффициент объемного заполнения штабеля расчетным материалом.

2.2.3 Масса влаги, испаряемой из камеры в секунду (кг/с)

(21)

m с.с =

m с.л =8994,9/3600*199,6=0,012

m с.с =7544,16/3600*109,5=0,019

где соб.суш. - продолжительность собственно сушки, ч.

Определяется из следующего выражения:

соб.суш. = .суш. - ( пр. +кон.ВТО), (22)

пр.с=2,5*1,5=3,75*25=93,75

пр.л=3,2*1,5=4,8*50=240

пр.с=4*1,5=6*25=150

соб.суш.с =70 - (9,3+2) = 58,7

соб.суш.л=205-(2,4+3)=199,6

соб.суш.с =114-(1,5+3)=109,5

где .суш. - продолжительность сушки расчетного материала, ч , (из табл.13);

пр. - продолжительность начального прогрева материала, ч;

кон.ВТО - продолжительность конечной влаготеплообработки (ВТО), ч.

Продолжительность начального прогрева рассчитывается:

- для мягких хвойных пород 1,5 ч на каждый сантиметр толщины расчетного материала;

- для березы, осины, ольхи и других мягких лиственных пород время прогрева увеличивается на 25%;

- для пиломатериалов твердых пород (дуб, бук, лиственница и др.) - на 50%.

Продолжительность конечной влаготеплообработки пиломатериалов, высушиваемых по I и II качественным категориям, приведены в таблице 9.

Таблица9

Толщина, пиломатериалов, мм	Продолжительность обработки , ч
	сосна, ель, пихта, осина, тополь, липа, кедр
До 30	2

Знак «*» указан для тех пиломатериалов, для которых необходима промежуточная влаготеплообработка.

1/3 времени, указанного в таблице принимается на промежуточную влаготеплообработку, 2/3 времени на конечную ВТО.

2.2.4 Расчетная масса испаряемой влаги (кг/с)

m р = m с · k, (24)

m р.с =0,028*1,3=0,0364

m р.л =0,012*1,3=0,0156

m р.с =0,019*1,3=0,0247

где k - коэффициент неравномерности скорости сушки (рекомендуется принимать для камер периодического действия k = 1,3).

2.3 Выбор режима сушки

Режим сушки выбирается в зависимости от породы и толщины расчетного материала, а также требований, предъявляемых к качеству сухой древесины.

В настоящее время установлены четыре категории качества сушки пиломатериалов:

- сушка пиломатериалов до Wк - 6 - 7 % (производство строительных изделий, грузовое машиностроение и др.)

2.4 Определение параметров агента сушки на входе в штабель

2.4.1 Агент сушки - влажный воздух

По выбранному режиму назначается расчетная температура t1 и относительная влажность воздуха ц1 со стороны входа в штабель. Для камер периодического действия параметры берутся по второй (средней) ступени режима (W = 30-20 % ), для камер непрерывного действия с противоточной циркуляцией они соответствуют параметрам в сухом конце камеры (t1; ц1 ).

Влагосодержание d1, теплосодержание J1, плотность p1 и приведенный удельный объем Uпр1 определяется по Jd - диаграмме (прил.2). Если точка 1, характеризующая Jd- диаграмме состояние воздуха на входе в штабель, выходит за пределы диаграммы, параметры воздуха следует вычислять по уравнению (г/кг)

d_1с =622*28888,9/105-28888,9=252,6

d_1л=622*1875,6/105-1875,6 =143,5

d_1с=622*10703,2/105-10703,2=74,5

где Р_п1- парциальное давление водяного пара, Па;

Р_а - атмосферное давление воздуха, (Ра = 1 бар = 105 Па ).

Так как

ц₁ = Р_п1: Р_н1, (31)

то Р_п1 = ц₁ · Рн₁, (32)

Рп_1с =0,61*47359=28888,9

Рп_1л =0,75*25008=1875,6

Рп_1с =0,68*15740=10703,2

где ц1 - относительная влажность воздуха расчетной ступени режима;

Рн1 - давление насыщения водяного пара при расчетной температуре режима, Па; берется из табл.11.

Таблица 11 - Термодинамические свойства водяного пара в состоянии насыщения

Температура, 0С	Давление Рн, Па
80 67 55	28888,9 1875,6 10703,2

Примечание. Для промежуточных знаний t давления Рн находится ступенчатой интерполяцией на 10С.

Теплосодержание воздуха, кДж/кг:

J1= 1,0 · t1 + 0,001· d1 ·(1,93 · t1 + 2490) (26)

J1с= 1*80+0,001*252,6*1,93*80+2490=797,9

J1л=1*67+0,001*143,5*1,93*67+2490=442,8

J1с=1*55+0,001*74,5*1,93*55+2490=248,4

Плотность воздуха, кг/м3:

(27)

p_1с =349-132*252,6/622+252,6/353=0,88

p_1л =349-132*143,5/622+143,5/340=0,94

p^1с =349-132*74,5/622+74,5/328=1,02

Приведенный удельный объем, м3/кг сух.возд.:

Uпр1 = 4,61 ·10-6· Т1· (622 + d1 ), (28)

Uпр₁(с) = 4,61 ·10-6· 353*(622+252,6)=1,41

Uпр₁(л) = 4,61*10-6 *328*(622+143)=1,15

Uпр₁(л) = 4,61*10-6 *340*(622+74,5)=1,09

где Т₁ - термодинамическая температура, К .

Т₁ = 273 + t1. (29)

Т_1с = 273 +80=353 Т1л = 273 +67=340 Т1с = 273 +55=328

2.5 Определение объема и массы циркулирующего агента сушки

2.5.1 Объем циркулирующего агента сушки

Определяется по формуле (м3/с)

Vц = Uшт · Fж.сеч.шт, (30)

Vц =3*9,633=28,9

где Uшт - заданная скорость циркуляции агента сушки через штабель, м/с;

Fж.сеч.шт - живое сечение штабеля, м2.

Fж.сеч.шт = n · l · h · (1 - вв · вдл), (31)

Fж.сеч.шт.с =2*6,5*2,6*(1-0,5*1)=16,9

Fж.сеч.шт.л =2*6,5*2,6*(1-0,56*1)=14,872

Fж.сеч.шт.с =2*6,5*2,6*(1-0,61*1)=13,182

где n - количество штабелей в плоскости, перпендикулярной входу циркулирующего агента сушки;

l, h - длина, высота штабеля, м;

вв - коэффициент заполнения штабеля по высоте, определяется по формуле (13);

вдл - коэффициент заполнения штабеля по длине.

При расчете Fж.сеч.шт следует правильно (в зависимости от схему циркуляции в камере) определить количество штабелей в плоскости, перпендикулярной потоку агента сушки.

Например, в камере периодического действия СПЛК-2: n = 1.

2.5.2 Масса циркулирующего агента сушки на 1 кг испаряемой влаги (кг/кг)

mц.с =25,35/0,0364*1,41=493,92

mц.л =22,308/0,156*1,15=124,3

mц.с =19,773/0,0247*1,09=734,4

где Uпр.1 - приведенный удельный объем агента сушки на входе в штабель,м3/кг (определяется по Jd - диаграмме или расчетным путем).

2.5.3 Определение параметров воздуха на выходе из штабеля

Параметр воздуха на выходе из штабеля в камерах периодического действия (t2, ц2, d2, J2, p2, Uпр.2) определяется графо-аналитическим способом.

(33)

d2с =1000/493,92+252,6=254,6

d2л =1000/124,3+143,5=151,5

d2с =1000/734,4+74,5=75,8

Параметры влажного воздуха на выходе из штабеля в сыром конце камер непрерывного действия определяют с помощью построения теоретического процесса сушки, т.е. линия J1 = J2 = const, кДж/кг доводится на Jd - диаграмме до линии ц2, предусмотренной режимом сушки при W > 50% или W < 50% (см.таблицу 21). Точка пересечения и определяет искомые параметры. Если точка 2 выходит за пределы Jd - диаграммы, параметры воздуха на выходе из штабеля определяются аналитически (см. п.2.4.).

J2 = J1;

d2 по формуле (40)

откуда

(35)

t_2с =747,9-2,470*252,6/1+0,00193*252,6=80,3

t_2л =442,8-2,490*151,5/1+0,00193*151,5=54,6

t_2с =248,4-2,490*75,8/1+0,00193*75,8=52,3

p2, Uпр.2 определяется по формулам (34,35).

(36)

Т_2с =273+80,3=354,3

Т_2л =273+54,6=327,6

Т_2с =273+52,3=325,3

Uпр₂ = 4,61 ·10-6· Т2· (622 + d2 )

Uпр_2с =4,61*10-6*354,3(622+254,6)=0,14

Uпр_2л =4,61*10-6*327,6*(622+151,5)=1,1

Uпр_2с =4,61*10-6*325,3(622+75,8)=1,04

P_2с =349-132*254,6/622+254,6/354,3=0,87

P_2л =349-132*151,5/622+151,5/327,6=0,98

P_2с =349-132*75,8/622+75,8/297,25=1,1

2.5.4 Уточнение объема и массы циркулирующего агента сушки

На рис.1 линия 1- 2 - теоретическая линия процесса сушки. Линия действительного процесса пройдет не по линии J1, а с большим наклоном. Однако с целью упрощения в курсовых и дипломных проектах допустимо ограничиться построением теоретического процесса сушки, так как в итоге это не отражается на массе циркулирующего агента сушки на 1 кг, испаряемой влаги, кг/кг

(37)

m_ц.с = 1000/254,6-252,6=500

m_ц.л = 1000/151,5-143,5=125

m_ц.с = 1000/75,8-74,5=769,2

Уточнение объема и массы циркулирующего агента сушки, Vц (м3/с)

V_ц = m_ц · m_р ·U_пр.1 (38)

V_ц.с =493,9*0,0364*1,41=25,3

V_ц.л =124,3*0,0156*1,15=2,22

V_ц.с =734,4*0,0247*1,09=2,22

Если не задана скорость агента сушки через штабель, то она может быть определена или уточнена по Vц, Uшт (м/с)

(39)

Uшт.с =25,35/16,9=1,5

Uшт.л =22,308/14,872=1,5

Uшт.с =19,773/13,182=1,5

2.6 Определение объема свежего и отработавшего воздуха

2.6.1 Масса свежего и отработавшего воздуха на 1 кг испаряемой влаги (кг/кг)

(40)

m_0с = 1000/254,6-10=4,08

m_0л = 1000/151,5-10=7,06

m_0с = 1000/75,8-10=13,3

где dо - влагосодержание свежего воздуха, г/кг (при поступлении из коридора управления или цеха dо = 10 12 г/кг; при поступлении наружного воздуха летом dо = 10 12 г/кг, зимой dо = 2 3 г/кг).

2.6.2 Объем свежего (приточного) воздуха, поступающего в камеру (м3/с)

Vо(св) = mр·mо·Uпр.0, (41)

Vо.с =0,0364*4,08*0,87=0,12 Vо.л =0,0156*7,06*0,87=0,09

Vо.с =0,0247*13,3*0,87=0,31

где Uпр.0 - приведенный удельный объем свежего воздуха, м3/кг

(при t0 = 200С , Uпр.о = 0,87 м3/кг).

2.6.3 Объем отработавшего воздуха (выбрасываемого из камеры), м3/с

Vотр = mр · mо· Uпр.2, (42)

Vотр.с =0,0364*4,08*0,04=0,02

Vотр.л =0,0156*7,06*1,1=0,012

Vотр.с =0,0247*13,3*1,04=0,343

где Uпр.2 - приведенный удельный объем отработавшего (на выходе из штабеля) воздуха, м3/кг (см.раздел 2.5.)

2.6.4 Расчет приточно-вытяжных каналов камеры

Площадь поперечного сечения приточного канала (м2)

43)

Vкан где Vо(св) - объем свежего воздуха, м3/с.

fкан.с =0,12/3=0,04 fкан.л =0,09/3= 0,03 fкан.с =0,31/3=0,10

Площадь поперечного сечения вытяжного канала (м2)

(44)

fкан.с =0,02/3=0,006

fкан.л =0,12/3=0,04

fкан.с =0,343/3=0,11

Скорость движения свежего воздуха или отработавшего агента сушки Vкан принимается ориентировочно 2 - 5 м/с.

Приточно-вытяжные каналы и трубы могут быть круглой, квадратной, прямоугольной или треугольной формы. Зная fкан, легко можно установить размеры (диаметр, стороны квадрата или прямоугольника).

2.7 Определение расхода тепла на сушку

Расход тепла на сушку складывается из затрать тепла на прогрев материала, испарения влаги из него и на теплопотери через ограждения камеры. Затраты тепла на прогрев ограждений, технологического и транспортного оборудования учитываются введением поправочных коэффициентов. Расчет ведется для зимних и среднегодовых условий.

2.7.1 Расход тепла на начальный прогрев 1 м3 древесины

1) Для зимних условий (кДж/м3):

(45)

q_{пр1м3(с)=}725*2,1*24+400*70+18/100*335+725*2,8*85=327248

q_{пр1м3(л)=}950*2,1*24+520*70+18/100*335+950*2,8*7,2=392696

q_{пр1м3(л)=}725*2,1*24+400*70+18/100*335+725*2,9*60=80610

где p - плотность древесины расчетного материала при заданной начальной влажности Wн , кг/ м3 (определяется по диаграмме приложения 3),

p_усл - условная плотность древесины расчетного материала, кг/м3 (табл. 12) ,

W_н - начальная влажность расчетного материала, %,

W_г.ж. - содержание незамерзшей связанной (гигроскопической влаги), % (определяется по прил.9),

г - скрытая теплота плавления льда, (335 кДж/кг),

С(-); С(+) - средняя удельная теплоемкость.

Соответственно при отрицательной и положительной температуре, кДж/кг0С,

tо - начальная расчетная температура для зимних условий, С⁰ (табл. 23),

t_пр - температура древесины при ее прогреве, С⁰.

Для камер периодического действия:

1) При использовании низкотемпературных режимов t_пр = t₁ + 5⁰С, где t 1- температура первой ступени режима;

2) при использовании высокотемпературных режимов t пр = 100⁰С .

В камерах непрерывного действия с приточной циркуляцией t_пр = t_м, где t_м - температура мокрого термометра (для мягких режимов 400, нормальных 670 , форсированных 750С).

При определении удельной теплоемкости древесины (прил. 4) средняя температура (С0) древесины принимается:

для С (-)

,(46)

tср =-24/2=-12

для С(+)

(47)

tср =85/2=42,5

Таблица 12 - Сокращенные климатологические данные (температура,⁰С)

Наименование пункта	Расчетная температура для отопления, С0	Средняя годовая температура, С0
Алматы	- 24	7,3

2) Для среднегодовых условий (кДж/м)

q_пр1м3 = p · C(+)· (tпр - t0 ), (48)

q_пр1м3(с) =725*2,8(85+24)=221270

q_пр1м3(л) =950*2,9*(72+24)=264480

q_пр1м3(с) =725*2,9*(60+24)=176610

где t⁰ - среднегодовая температура древесины, С⁰ (см.табл.23).

Удельная теплоемкость древесины определяется по диаграмме (прил. 4) при tср = (t0 + tпр ,) : 2.

tср =(-24+85)/2=30,5

2.7.2 Удельный расход тепла (кДж/кг) при начальном прогреве на 1 кг испаряемой влаги (определяется для зимних и среднегодовых условий)

(49)

q_пр.с =327248/248=1319,5 -- для среднегод.

q_пр.л =280610/248=1131,4 qпр.с =280610/248=1131,4

q_пр.с =221270/248=892,2-- для зимних

q_пр.л =264480/324=816,2 qпр.с =176610/248=712,13

2.7.3 Общий расход тепла на камеру при начальном прогреве

Для камер периодического действия

, (50)

Q_пр.с = 327248*24,3/3600*3,75=589 - для зимних;

Q_пр.л =392696*27,9/3600*4,8=634

Q_пр.с =280610*30,42/3600*6=393,1

Q_пр.с =221270*24,3/3600*3,75=398,2 - для среднегод.

Q_пр.л =264480*27,9/3600*4,8=427

Q_пр.с =176610*30,42/3600*6=248

где Е пр- объем одновременно загружаемого и прогреваемого материала, м³, (2 штабеля);

ф пр - продолжительность прогрева, ч.

Общий расход тепла Qпр подсчитывается для зимних и среднегодовых условий.

2.7.4 Определение расхода тепла на испарение влаги

1) Удельный расход тепла на испарение влаги в лесосушильных камерах с многократной циркуляцией при сушке воздухом (кДж/кг):

,(51)

q_исп.с =1000*747,9-46/254,6-10=2869,5

q_исп.л =1000*442,8-46/151,5-10=2804,2

q_исп.с =1000*248,4-46/75,8-10=3075,9

где J₂ , J₀ - теплосодержание воздуха на выходе из штабеля и свежего (приточного) воздуха, кДж/кг;

d₂, d₀ - влагосодержание воздуха на выходе из штабеля и свежего (приточного) воздуха, г/кг;

Св - удельная теплоемкость воды, Св = 4,19 кДж/кг С0;

t пр - температура нагретой влаги в древесине,С0 принимается равной температуре прогрева (см. п.2.7.1.).

В формуле (58) при поступлении воздуха из коридора управления или наружного воздуха летом допустимо принимать d0 = 10 -12 г/кг,

J0 = 46 кДж/кг, при поступлении наружного воздуха зимой d0 = 2 - 3 г/кг, J0 = 10 кДж/кг.

2) Общий расход тепла на испарение влаги (кВт)

Q исп = qисп · mр (52)

Q исп.с =2869,5*0,0364=104,4

Q исп.л =2804,2*0,0156=43,7

Q исп.с = 3075,9*0,0247=75,9

2.7.5 Потери тепла через ограждения камеры

1. Теплопотери (кВт) через ограждения камеры в единицу времени (сек.)

УQ = УFогр · k · (t с - t 0 ) ·10-3 , (53)

Q1 = 4,9Q1 = 3,4

Q2 = 2,08Q2 = 1,454

Q3 = 1,098Q3 = 0,764

Q4 = 0,98Q4 = 0,68

Q5 = 3,7Q5 = 3,744

Q6 = 1,4Q6 = 1,30

где УFогр - суммарная поверхность ограждений крайней камеры в блоке, м2;

k - коэффициент теплопередачи соответствующего ограждения камеры Вт/( м2 0С), формула 61;

t с - температура среды в камере, 0С;

(t 1 + t 2 ) / 2

t с=(80+80,3)/2=80,15

t 1 - температура сушильного агента на входе в штабель;

t 2- температура сушильного агента на выходе из штабеля;

t 0 - расчетная температура наружного воздуха для зимних и среднегодовых условий (табл.23).

При расчете УQогрж, рекомендуется нарисовать или выбрать возможный вариант планировки камер в цехе, чтобы правильно определить температуру наружной стены для всех ограждающих поверхностей.

Коэффициент теплопередачи многослойных ограждений подсчитывается по общеизвестной формуле [Bт/(м2·С0)]

(54)

кстен=0,8

кдвери =0,8

кпотолка=0,4

кпола=0,7

кстен=0,8

где Ьвн - коэффициент теплоотдачи для внутренних поверхностей ограждений, Вт/м2С0, (принимается ориентировочно Ьвн = 25);

Ьн - коэффициент теплоотдачи для наружных поверхностей ограждений, Вт/м2С0, (Ьн = 23 для наружного воздуха, Ьн = 12 для чердачных и неотапливаемых помещений, Ьн = 9 для отапливаемых помещений);

д1, д2 ….дn - толщина слоев ограждений, м;

л1, л2 …. лn - коэффициент теплопроводности материалов соответствующих слоев ограждений, Вт/(м2С0), таблица 24.

При проектировании современных лесосушильных камер коэффициент не должен превышать k ? 0,7 (Вт/м2С0),во избежание конденсации водяных паров сушильного агента на внутренних поверхностях ограждений.

Толщина наружных стен стационарных лесосушильных камер рекомендуется в два (510 мм) или в два с половиной (640 мм) кирпича, а внутренних между смежными камерами - полтора кирпича (380 мм). Стены штукатурятся только изнутри цементным раствором.

Ограждения сборных камер изготовляются в виде щитов с каркасом из профильной стали, с двухсторонней обшивкой их листовым металлом (с внутренней стороны - нержавеющим) и заполнением теплоизоляцией (шлаковата, стекловата, асбест и т.п.). Толщина металлических щитов составляет 120 -150 мм для всех ограждений (торцовые и боковые стены, перекрытия и двери). С целью облегчения конструкции дверей их толщина может быть несколько меньше (80 - 100 мм). В этом случае предусматривается дополнительная теплоизоляция (например, слой листового асбеста д = 4 - 5 мм).по режиму);

Таблица 13 - Расчет поверхности ограждений камеры

Наименование ограждений	Формула	Площадь, м2
Наружная боковая стена Торцовая стена со стороны коридора управления Торцовая стена со стороны траверсного пути без учета площади дверей Перекрытия Пол Дверь	Fбок = L · H F?торц = B · H F??торц = F?торц - Fдв Fпот = В · L Fпол = В · L Fдв = в · h	121,92 34,8 28,7 164,4 164,4 6,1

2. Удельный расход тепла на потери через ограждения (определяются для зимних и среднегодовых условий) , кДж/кг:

,(55)

q_{огж.зим} =

q_огж.ср. =

где УQогр -суммарные теплопотери через ограждения камеры, кВт, (берутся из граф 10 и 11 с учетом коэффициента увеличения).

Все расчеты записать в табл. 26.

Таблица 14

№	Наименование ограждений	Fогрж, м2	k Вт/ м2 0С	tс 0С	t00С	t с - tо 0С	Qогрж кВт
					зи-мой	ср. го- до-вая	зи-мой	ср. го-до-вая	зи-мой	ср. го-до-вая
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
1	Наружная боковая стена	60	0,8	80	-24	7,3	104	72,7	3,4	4,9
2	Торцовая стена со стороны коридора управления	25	0,8	80	-24	7,3	104	72,7	2	1,4
3	Торцовая стена со стороны траверсного пути без учета площади дверей	13,2	0,8	80	-24	7,3	104	72,7	1	0,7
4	Потолок	78	0,7	80	+20	20	60	60	3,7	3,7
5	Пол	22,5	0,4	80	0	7,3	80	72,7	1,4	1,3
6	Дверь	11,8	0,8	80	-24	7,3	104	72,7	0,9	0,68

УQогр=12,4 12,6

В табл. 26 графы 6 - 7, 8 - 9, 10 - 11 не разделяются, если камера находится в отапливаемом помещении. Суммарные теплопотери УQогр увеличиваются в 1,5 раза.

2.7.6 Определение удельного расхода тепла на сушку (кДж/кг)

Производится для зимних и среднегодовых условий

qсуш = (qпр + qисп + qогр ) · С1, (56)

qсуш.зим = (13119,5+2869,5+3,03)*1,1=4611,2

qсуш.ср.г = (892,2+2869,5+3,08)*1,1=4141,2

где С1 - коэффициент, учитывающий дополнительный расход тепла на начальный прогрев камер, транспортных средств, оборудования, принимается в зависимости от условий процесса от 1,1 до 1,3.

2.7.7 Определение расхода тепла на 1 м3 расчетного материала (кДж/м3)

Производится для среднегодовых условий по формуле

q_суш1м3 = qсуш · m1м3 , (57)

q_суш1м3 =4141,2*248=1027017,6

2.8 Выбор типа и расчет поверхности нагрева калорифера

2.8.1 Выбор типа калорифера

В воздушных и паровоздушных лесосушильных камерах используются калориферы двух типов: сборные из чугунных ребристых труб и компактно-пластинчатые, спирально-накатные (биметаллические). В зависимости от конструкций камер используются соответствующие калориферы (прил.5, табл.1,2,3).

2.8.2 Тепловая мощность калорифера

Тепловая мощность калорифера (кВт), т.е. количество передаваемой им в единицу времени тепловой энергии, определяются расходом тепла на сушку в единицу времени для зимних условий:

в камерах периодического действия

Qк = ( Qисп + УQогр) · С2 , (58)

Qк =(104,4+12,4)*1,1=128,48

Qк =(104,4+12,6)*1,1=128,7

где С2 - коэффициент неучтенного расхода тепла на сушку, С2 = 1,1ч1,3.

2.8.3 Расчет поверхности нагрева калорифера (м2)

где k - коэффициент теплопередачи калорифера, Вт/м2·0С;

tт - температура телпоносиетля (пар, вода),С0, (см.табл. 27);

tс - температура нагреваемой среды в камере, 0С;

С3 - коэффициент запаса, учитывающий загрязнение и коррозию поверхности калорифера;

для чугуных ребристых труб С3 = 1,1;

для пластинчатых калориферов С3 = 1,2.

Температуру среды tс ориентировочно можно принять:

для камер периодического действия

tс = (t 1+ t2 ) : 2

где t 1, t2 - температура воздуха в сухом и сыром концах камеры.

Температура и плотность теплоносителя (насыщенного водяного пара) зависит от давления.

Таблица 15- Термодинамические свойства водяного пара в состоянии насыщения

Давление пара, бар	3
Температура, tn, 0С	133
Плотность, pn ,кг/м3	1,62

В формуле 68 для определения Fк неизвестен коэффициент теплопередачи k. Для его определения в камерах с принудительной циркуляцией надо знать скорость агента сушки через калорифер vк, которую можно подсчитать, если известно живое сечение калорифера Fж.сеч.к.

Пример расчета камеры ВК-4

Калориферы - компактные -пластинчатые КФС-11

площадь нагрева одного калорифера fк = 54,6 м2,

площадь нагрева всех калориферов 874 м2

площадь живого сечения одного калорифера Fж.сеч.к -0,638 м2

ребристые трубы - 2 м,

площадь нагрева всех труб - 392 м2 ,

площадь нагрева 1 трубы - 4 м2

(60)

Fк =

Qк = (Qпр +Qисп + УQогр) · С2 , кВт(61)

Qк =159,1 где Qисп - общий расход тепла на испарение влаги, кВт;

УQогр- общие теплопотери через ограждения, кВт;

Qпр- общий расход тепла на прогрев, кВт.

С2 - коэффициент неучтенного расхода тепла на сушку , С2 = 1,1ч1,3.

Остальные обозначения смотреть на странице .

Неизвестен коэффициент теплопередачи k, для этого необходимо определить весовую скорость агента сушки, кг/м2 0С,

p₁· хк =0,8*17,44=13,952

где p₁ - плотность сушильного агента на входе в штабель, кг/м3,

х_к - скорость агента сушки через калорифер, м/с.

(62)

хк =

где Vц - объем циркулирующего агента сушки, (п.2.5.5.),

Fж.сеч.к.- площадь живого сечения калорифера, м2,

Если p1 · хк< 16, то k определяется по табл. 28.

Найденное значение k подставляем в формулу 68 Fк. После подсчета Fк определяем количество калориферов (шт)

nтр = Fк \fк nтр =0.5/54.6*107.7=0.98

nтр = Fк \fк nтр = 0.6\4*107.7=16 (64)

Таблица 16 - Коэффициент теплопередачи агента сушки

Тип калорифера (модель)	Вид тепло-носите-ля	Весовая скорость агента сушки в живом сечении p1· хк , кг/м2 0С
		2	4	6	8	10	12	14	16
		Коэффициент теплопередачи k Вт/м2 0С
КФС	Пар	18,1	23,3	27	30	32,6	34,8	36,9	38,5

2.9 Определение расхода пара

2.9.1 Расход пара 1 м3 расчетного материала (кг/м3)

(65)

Р_суш.1м3 =

где q_суш - суммарный удельный расход тепла на сушку для среднегодовых условий, кДж/кг:

i_n - энтальпия сухого насыщенного пара, кДж/кг,

i_к - энтальпия кипящей воды, кДж/кг.

Ориентировочно ? i = in - iк, кДж/кг

при Р₁ - 3 бар ? i = 2100

2.9.2 Расход пара на камеру (кг/час)

Определяется для зимних и среднегодовых условий для камер:

А)в период прогрева:

(66)

зим. Ркам.пр =

лет. Ркам.пр =

где С2 - коэффициент, учитывающий потери тепла паропроводами, конденсатопроводами, конденсатоотводчиками (С2 = 1,25).

(66)

Р_{кам.суш} = 250.2

Р_{кам.суш} =250.7

2.9.3 Расход пара на сушильный цех (кг/ч)

Максимальный расход пара в зимних условиях на сушильный цех, состоящий из камер:

периодического действия

Рцеха = nкам. · Ркам,(67)

Зим. Рцеха =2*880+250.2=3761.8

где nкам.- общее число камер периодического действия.

2.9.4 Среднегодовой расход пара на сушку всего заданного объема пиломатериалов (кг/год)

Ргод = Рсуш1м3 · Ф · Сдлит.,(68)

Ргод =1.972*4000*1=7888

где Ф - объем фактически высушенного или подлежащего сушке пиломатериала данного размера и породы, м3;

Сдлит.- коэффициент, учитывающий увеличение расхода пара при сушке пиломатериалов, сохнущих медленнее расчетного материала.

В табл. 29 дается значение Сдлит в зависимости от величины отношения фср.ф. : фрас..

Таблица 17 - Значение Сдлит в процессе сушки

фср.ф. : фрас..	2
При низкотемпературном процессе сушки	1,2
При высокотемпературном процессе сушки	1,1

Средневзвешенная продолжительность сушки фактических пиломатериалов, (ч)

, (69)

фср.ф. =31,3

фср.ф. : фрас..=2

где ф1, ф2, фn - продолжительность сушки фактических пиломатериалов отдельно по породам и сечениям, ч, (см. табл.13);

Ф1, Ф2… Фn. - годовой объем этих же пиломатериалов отдельно по породам и сечениям, м3, (табл. 14);

фрас.- продолжительность сушки расчетного материала, ч, (табл. 13).

2.10 Определение диаметров паропроводов и конденсатопроводов

1. Диаметр главной паровой магистрали dмаг (м) до крайней камеры в сушильном цехе (от теплового ввода до крайней камеры в блоке)

(70)

dмаг = =0,09

где pn -плотность пара, кг/м3, (в зависимости от давления пара определяется по табл.27);

хn- скорость движения пара, принимается для магистрали 50 - 80 м/с.

2. Диаметр паропровода (отвода) к коллективу камеры, (м)

,(71)

dкам ==0,018

где Ркам..пр. - расход пара на камеру периодического действия для зимних условий в период прогрева, кг/ч, для камер непрерывного действия вместо Ркам..пр. подставляется Ркам для зимних условий;

хn - принимается 40 - 50 м/с.

3. Диаметр паропровода к калориферу камеры (м)

,(72)

dк ==0,046

где Ркам..суш. -расход пара на сушку для зимних условий, кг/ч, для камер непрерывного действия подставляем Ркам для зимних условий;

хn - принимаем 25ч 40 м/с.

4. Диаметр паропровода к увлажнительным трубам (м)

в камерах периодического действия

,(73)

dувл ==0,07

При расчете dувл скорость движения пара хn принимается 50/м. Диаметр самих увлажнительных труб в камере может быть dувл - 50 - 40 мм.

5. Диметр конденсационного трубопровода от калорифера камеры, м

(75)

dкон.кам.= =0,01

где pк - плотность конденсата, кг/м3, (выбирается в зависимости от давления в трубопроводе, табл. 30);

хк - скорость конденсата, м/с, (принимается от 0,5 до 0,1 м/с).

Для камер периодического действия вместо Ркам.суш. подставляется Ркам. Для зимних условий.

6. Диаметр конденсационной магистрали (м)

,(76)

dкон.кам.= =0,025

где nком - количество камер в цехе,

хк - принимаем 1 ч 1,5 м/с.

Таблица 18 - Температура и плотность в зависимости от давления

Абсолютное давление, бар	3
Температура, 0С,	134
Плотность, pк, кг/м3	934

2.11 Выбор конденсатоотводчиков

В лесосушильных камерах для удаления конденсата из калориферов используются термодинамические конденсатоотводчики 45Ч15НЖ, техническая характеристика которых дана в таблице 31.

Выбор их производится по коэффициенту пропускной способности kн (кг/м)

(77)

kн =

где Pкам.суш - расход пара на сушку в зимних условиях, равный расходу горячего конденсата, кг/м, для камер периодического действия в формулу подставляем Ркам;

?P - перепад давления в конденсатоотводчики, бар;

pк - плотность конденсата, кг/м3, (см.табл.30);

Сг - коэффициент учитывающий снижение пропускной способности конденсатоотводчиков при удалении горячего конденсата по сравнению с холодным,

при ?P ? 2 бар, Сг = 0,29;

?P > 2 бар, Сг= 0,25.

Перепад давления в конденсатоотводчике

?P = Р1 - Р2 ,(78)

?P =0,9

где Р1 - абсолютное давление пароводяной смеси перед конденсатоотводчиком, бар, (Р1 = 0,95·Р, где Р - абсолютное давление пара перед калорифером, т.е. на коллекторе камеры, обычно задается),

Р2- абсолютное давление конденсата после конденсатоотводчика, бар, (давление в конденсационной магистрали, принимается 1 до 2 бар).

Если kн по расчету получается больше 2500 кг/г, то на камеру выбирается два конденсатоотводчика по суммарной пропускной способности, близкой расчетной.

Таблица 19 - Техническая характеристика термодинамических конденсатоотводчиков 45415 ИЖ

Проход условный dу , мм	Коэф-фициент kн , кг/г,	Размеры	Резьба трубная Дюйм	Масса, кг
		L	L1	Нмах	Н1	Д0	S
32	1600	140	20	300	35	100	55	11/4	8.5

3. Цель и последовательность аэродинамического расчета

Современные лесосушильные камеры проектируются и строятся только с принудительной циркуляцией агента сушки, осуществляемой центробежным или осевыми вентиляторами. Конечной целью аэродинамического расчета является выбор и типа и номер вентилятора, а также определение потребляемой и установленной мощности электродвигателя вентиляторной установки.

В лесосушильных камерах широко применяются центробежные вентиляторы среднего давления (Ц(-57, Ц4-70), осевые вентиляторы типа У, В.

3.1 Методика расчета потребного напора вентилятора

Полный напор вентилятора Н (Па) складывается из статического и динамического напоров:

Нв = hст +hд , (79)

Центробежный или осевой вентилятор с приводом и системой подключенных к нему воздуховодов принято называть вентиляторной установкой.

Вентиляторная установка может иметь незамкнутую (работающую на выхлоп) или замкнутую систему воздуховодов.

В замкнутой системе величину hд можно не учитывать. В этом случае вентилятор приводит в движение всю массу агента сушки в системе только при пуске. В дальнейшем необходим только статический напор hст , т.е. напор на преодоление всех сопротивлений в системе циркуляции (Нв=hст ).

Статический напор определяется по формуле (Па)

 (80)

hст =29,24*()=32,3

где p - плотность агента сушки, кг/м3;

х - скорость циркуляции вента сушки на участках системы, м/с;

l - длина участка (канала), м;

d эк - эквивалентный диаметр, м;

о - коэффициент трения о стенки каналов и воздуховодов,

ж - коэффициент местных потерь (сопротивлений).

Первое слагаемое в формуле (98) представляет собой сумму сопротивлений на трение на всех прямых участках сети, второе - сумму местных сопротивлений на всем пути циркуляции.

В замкнутых системах циркуляции сумма местных сопротивлений - основная величина.

Эквивалентный диаметр (м)

(81)

d эк =

где f- площадь сечения канала в плоскости, перпендикулярной потоку агента сушки, м2;

u - периметр канала в той же плоскости, м.

Для лесосушильных камер, где сопротивление трению играют малую роль в общей величине напора, коэффициент трения можно принимать постоянным: для металлических каналов - 0,016; оштукатуренных каналов - 0,03, кирпичных неоштукатуренных каналов - 0,04.

Однако не учитывать потери давления за счет трения в каналах нельзя, особенно в камерах непрерывного действия, имеющих значительную длину каналов.

К местам сопротивления потока агента сушки относятся сопротивления экранов, входные патрубки осевых и центробежных вентиляторов, повороты, вход в штабель, выход из него, заслонки.

Значения коэффициентов местных сопротивлений даются в таблицах (36, 37, 38, 39, 40).

3.2 Последовательность аэродинамического расчета

Аэродинамический расчет лесосушильных камер выполняется в следующей последовательности:

Составляется схема циркуляции агента сушки в камере, т.е. аэродинамическая схема камеры.

Подсчитывается суммарное сопротивление на всех участках движения агента сушки.

Выбирается вентилятор.

Определяется потребляемая и установленная мощность электродвигателя для привода вентилятора, выбирается электродвигатель.

3.2.1 Составление аэродинамической схемы камеры

Составляется и вычерчивается развернутая схема циркуляционной системы камеры с последовательной нумерацией всех ее участков. В зависимости от типа камеры схема циркуляции агента сушки изображается в поперечном сечении камеры (с поперечно-вертикальной циркуляцией), в плане камеры (с поперечно-горизонтальной циркуляцией).

ЛТА-Гидропрев (ВК-4), а в табл. 27, 29, 30 указаны номера и наименование участков. Симметричные участки в расчетах объединяются.

3.2.2 Определение скорости циркуляции агента сушки на каждом участке

Для определения сопротивления каждого участка подсчитывается скорость циркуляции агента сушки на каждом участке хj (м/с)

(82)

х1=25,3/4,7=5,3

х4,16=25,3/9,6=2,6

х10 =25,3/32,66=0,7

х2=25,3/17,8=1,4

х5,15,=25,3/5,48=4,6

х3,17=25,3/3,83=6,6

х7,11,8,9,12,13= 25,3/16,9=1,4

где fi - площадь поперечного сечения, канала в плоскости, перпендикулярной потоку агента сушки на соответствующем участке, м2, (площадь для прохода агента сушки).

Vц - объем циркулирующего агента сушки (п.2.5.4.)

Таблица 20 - Скорость циркуляции агента сушки на каждом участке

Номер участка	1	2	3,17	4; 16	5,15, 6,14	7,11,8, 12,9,13	10
fi, м2	4,7	17,8	3,83	9,6	5,48	16,9	32,66
хi , м/с	5,3	1,4	6,6	2,6	4,6	1,4	0,7

Расчетные скорости агента сушки

При поперечной циркуляции через штабеля:

- периодического действия 2-4

2. В пространствах сбоку штабелядо 6

3. Через калориферы

- из ребристых труб- 3 - 5

4. В воздуховодах от вентиляторов 10 -15

5. При выхлопе из насадок 25 - 35

6. В выхлопных трубах с циркуляцией

- принудительной 3 - 10

- естественной 1 - 2

Пример аэродинамического расчета для камеры ЛТА-Гидропрев (ВК-4)

Участок 1. Вентилятор, м2

где Дв - диаметр ротора вентилятора, м;

nв - число вентиляторов в камере;

Участок 2. Верхний циркуляционный канал, м2

f2. = L1*H=1.3*13,7=17,8

где H - высота камеры 1,3м;

L1 - длина вентиляционного канала 13,7м.

Участок 3,17. Пластинчатые калориферы

В камере ЛТА-Гидропрев (ВК-4) - 6 вентиляторов и пластинчатых калориферов должно быть не менее 6 с одной стороны, м2

f3 =6*0,638=3,83 fж.сеч.к=0.638

2Участок 4, 16 Поворот по радиусу

Принимается сечение канала до и после поворота. Рекомендуется принимать меньшее из сечений, т.е. на участке 4, м2

f4 = f16 = 0,7*L=0.7*13.7=9.6

Участок 5,15. Боковые каналы, м2

Имеют переменное сечение, т.е. форму клина

f5 = f15 = 1,5*вср *L=0,4*13,7=5,48 вср =0,1+0,7\2=0,4

вср - средняя ширина канала, м

Участки 6, 14. Поворот под углом 100,м2