Расчет сушильной камеры периодического действия

Размещено на http://www.allbest.ru

Курсовой проект на тему:

Расчет сушильной камеры периодического действия



Оглавление

Введение

1. Технологический расчет

2. Тепловой расчет

3. Аэродинамический расчет

Заключение

Литература

сушка пиломатериал вентиляция



Введение

Сушка древесины - процесс удаления влаги из древесины путем испарения.

Физическая сущность процесса сушки заключается в том, что нагретый воздух направляется к сырому материалу при соприкосновении с которым он отдает свое тепло, а сам охлаждается. Влага в древесине за счет восприятия тепла превращается в парообразное состояние.

Цель сушки: превращение из природного сырья древесины в промышленный материал, с конкретными улучшенными биологическими и физико-механическими свойствами.

Курсовая работа выполняется на примере серийной сушилки КСП - 2.

Таблица 1 Данные для расчета

,мм	, мм	Категория	Режим	, %	, %
60	120	1	М	70	10

где: - толщина пиломатериала( лиственница);

- ширина пиломатериала(лиственница);

, - начальная и конечная влажность соответственно;

Толщина прокладок в штабеле стандартная = 25мм. Расчетная скорость сушильного агента в штабеле = 3м/с, длина обрезных досок 5,5м.

Расчет сушильной камеры включает технологический, тепловой и аэродинамический расчеты. Реверсивный вентилятор на одном валу с электромотором. Камера установлена в помещении с температурой воздуха =15єC и относительной влажностью = 0,7. Теплоноситель - пар с температурой = 133єС и давлением = 300 кПа.



1. Технологический расчет

Технологический расчет включает определение годовой производительности камеры при сушке фактического пиломатериала и определение коэффициента перевода фактического материала в эквивалентное количеством условного.

Установление габаритных размеров

Расчет выполняют в следующей последовательности.

В соответствии с паспортными данными на камеру определяем расчетные величины:

размеры камеры (по внутренним стенкам): длину , ширину , высоту ;

толщину, строение и материал ограждающих конструкций камеры (стены, потолок, двери);

габаритные размеры штабеля: длину , ширину , высоту , общее число штабелей в камере ;

число рядов штабелей поперек потока сушильного агента , число рядов штабелей вдоль потока сушильного агента ;

расстояние между боковыми стенками камеры и штабелями , расстояние между потолком и над штабельным экраном ,

Составляют схему продольного и поперечного разрезов камеры с указанием размеров.

Для сборно-металлической камеры КСП-2:

= 7,0 м, = 5,0 м, = 5,0 м;

= 6,5 м, = 1,8 м, = 3,0 м, = 2;

= 1, = 2, = 0,6 м, = 1,5 м.

Ограждающие камеру конструкции изготовлены из теплоизоляционных панелей на основе минеральной плиты толщиной 200 мм, коэффициент теплопередачи kст=0,5 Вт/(м2 °С)

Расчет вместимости по фактическому материалу

Определяем коэффициент заполнения штабеля по высоте

= S1/(S1+Snp) (1.1)

= 60/ (60 + 25) = 0,706

Определяем объемный коэффициент заполнения штабеля

= (1.2)

где: - коэффициент заполнения штабеля по ширине, равный 0,9 для обрезного пиломатериала при укладке без шпаций;

- коэффициент заполнения штабеля по длине, равный отношению длины досок к длине штабеля.

= 0,9 0,706 = 0,448

Определяем габаритный объем штабеля по формуле, :

= (1.3)

=6,5 1,8 3 = 35,1

Определяем вместимость камеры по сырому пиломатериалу,:

Е = (1.4)

Е = 35,1 2 0,448 = 31,45

и высушенному пиломатериалу, :

= Е ( 1 - /100) (1.5)

где: = 7% - величина объемной усушки древесины.

= 31,45·(1-7/100)=

Расчет производительности по сухому пиломатериалу

Определяется продолжительность цикла сушки материала табличным методом, в часах:

= (1.6)

Время загрузки, разгрузки камеры принимается 0,1 суток

-исходная продолжительность сушки п/м ( лиственницы)нормальным режимом от начальной влажности Wн=60% и до конечной Wк=12% в камере с реверсивной циркуляцией средней интенсивности ( скорость воздуха uцир=1 м/с), = 361 ч;

Ар- учитывает фактический режим сушки (мягкий режим),

Ац- коэф. интенсивности циркуляции, учитывает фактическую скорость uцир ,

Ав- коэф. учитывает начальную и конечную влажность древесины,

Ак- коэф.учитывает категорию качества, Ак=1,2

= 361 1,7 1 1,21 1,2 = 891, 09ч

-время загрузки, разгрузки камеры

Рассчитываем время оборота камеры в сутках:

= /24 + (1.7)

= 891,09/24 + 0,1· 2,4 =39,52суток

и число оборотов камеры в год:

= 365 / (1.8)

где: = 0,92 - коэффициент технического использования.

= 365 0,92/39,52= 8,49=8 об

Производительность камеры по сухому материалу определяется по формуле, в год:

П = (1.9)

П = 8,49 29,25 = 248,53 / год

Расчет коэффициента перевода фактического материала в условный материал

Под условным пиломатериалом понимают пиломатериал, эквивалентный (по производительности камеры) сосновым доскам толщиной 40 мм, шириной 150 мм той же длины и высушенных тем же режимом, что и фактический материал, по 2-й категории качества от начальной влажности 60% до конечной влажности 12%.

Определяем продолжительность цикла сушки условного пиломатериала в часах:

= (1.10)

= 88 ч;

= 88 1,7 1,0 1,0 1,0 1,15 = 172 ч

Определяем коэффициент объемного заполнения штабеля условным материалом:

= .у (1.11)

где: - коэффициент заполнения для условного материала.

= 40 / (40 + 25) = 0,615

= 0,9 0,615 = 0,468

Определяем время оборота камеры на условном пиломатериале в сутках:

= / 24 + (1.12)

= 172.04 / 24 + 0,1· 24 = 9,56 суток

Коэффициент перевода фактического материала в условный материал определяем по формуле:

= / ( ) (1.13)

= 39,52 0,468/ (9,56 0,448) = 4,318

Объем условного пиломатериала, эквивалентный объему фактического материала, определяем по формуле, в год:

У = П (1.14)

У = 4,318 248,53= 1073,15 / год

2. Тепловой расчет

Тепловой расчет включает:

расчет затрат тепла на прогрев материала, испарение влаги (сушку древесины) и на потери через стенки камеры;

расчет объема циркулирующего сушильного агента, объема приточно-вытяжной вентиляции;

расчет расхода теплоносителя.

По результатам вычислений выбираем тепловое оборудование: калориферы, конденсатоотводчик, диаметры паропроводов.

Расчет выполняется в следующей последовательности.

Определение расчетных параметров агента сушки

В соответствии с заданием (толщина доски, порода древесины, режим сушки) выбираем параметры режима сушки.

Значения выбранных величин приводим в табл. 2.

Таблица 2 Параметры режима сушки (М)

Ступень режима	Интервал изменения W,%	t, єС	Дt, єС	ц
1-я ступень	70 ?W ?35	52	3	0,84
2-я ступень	35?W?20	55	6	0,72
3-я ступень	20?W?10	70	21	0,33

Параметры сушильного агента для теплового расчета камеры определяем по параметрам для второй ступени режима.

За расчетные значения температуры и относительной влажности на входе в штабель принимаем:

= , = (2.1)

= 55 є С, = 0,72

Определяем температуру по смоченному термометру:

= - Д (2.2)

tм=55-6= 49 °C

По Id - диаграмме, для расчетных значений , определяем параметры сушильного агента на входе в штабель:

энтальпия = 260 кДж/кг;

влагосодержание = 80 г/кг;

плотность = 1,02 кг/ .

Вычисляем приведенный объем (объем сушильного агента, содержащего 1 кг сухого воздуха), /кг:

= ( 1 + /1000) / (2.3)

= ( 1+ 80/1000) / 1,02= 1,05 /кг

Определение времени сушки и массы испаряемой влаги

Продолжительность сушки определяем графоаналитическим методом по формуле, ч:

= C Lg ( ) (2.4)

где: S1- толщина доски, S1=6 см;

Коэффициент формы доски, = 0,68

Коэффициент влагопроводности = 2,4 /с

Коэффициент реверсивности циркуляции = 1

Коэффициент насыщенности = 0,85

Коэффициент замедления сушки в штабеле С определяем исходя из параметра В, скорости циркуляции и ширины штабеля .

В = К / ( )

В = 0,68 56 36 / 2,4 = 571,2

С = 1,06

Коэффициент К зависит от толщины доски и равен 56

= 0,68 56 36/ 2,4 1,06 1 0,85 lg (70/10) = 437,45 ч

Время сушки на каждой ступени режима определяем по приближенным формулам, ч:

= Lg (/)/Lg (/ ),

= Lg (/)/Lg (/ ), (2.5)

= Lg (/)/Lg (/ ).

= 437,45 Lg (70/35) / Lg (70/10) = 154,923 ч

= 437,45 Lg (35/20) / Lg (70/10) =125,08 ч

= 437,45 Lg (20/10) / Lg (70/10) = 154,923 ч

Определяем массу испаренной влаги по ступеням, кг:

= 0,01 ( - ) Е,

= 0,01 ( - ) Е, (2.6)

= 0,01 ( - ) Е,

где: - базисная плотность древесины, равная 520 кг/.

= 0,01 520( 31,45 = 5723,9 кг

= 0,01 520( 31,45 = 2453,1 кг

= 0,01520(20 - 10) 31,45= 1635,4 кг

Определяем массу испаряемой влаги в секунду (скорость сушки) на каждой ступени режима, кг/с:

= / (3600 ),

= / (3600 ), (2.7)

= / (3600 )



За расчетное значение скорости сушки принимается максимальная величина из трех полученных значений:

= max { , , } (2.8)

= 5723,9 / (3600 154,923) = 0,01026 кг/с

= 2453,1 / (3600 125,08) = 0,00545 кг/с

= 1635,4 / (3600 154,923) = 0,00293 кг/с

= 0,01026 кг/с

Расчет циркуляционных характеристик

Объем циркулирующего воздуха в сушильной камере определяется следующим образом.

Вычисляем площадь живого сечения штабелей для прохода сушильного агента, :

= (1 - ), (2.9)

где: - число рядов штабелей поперек потока воздуха.

= 6,5 3 2 (1 - 0,706) = 11,466

Задаем скорость циркуляции сушильного агента через штабель

= = 3,0 м/с (2.10)

Определяем объем циркулирующего агента, /с:

= (2.11)



= 11,466 3 = 34,398 /с

Для расчета производительности вентиляторов принимаем коэффициент запаса 1,3 на неизбежные потери, связанные с проходом сушильного агента мимо штабелей.

= 1,3 (2.12)

= 1,3 34,398 = 44,72 /с

Выбираем число вентиляторов =3 на каждый ряд штабелей, расположенных поперек потока.

Расчет изменения параметров сушильного агента

При прохождении сушильного агента через штабели температура его уменьшается, а влагосодержание увеличивается.

Изменение влагосодержания определяем по формуле, г/кг:

Д d = 1000 / (2.13)

Д d = 1000 0,01026 1,058/44,72 = 0,24273 г/кг

Определяем влагосодержание и температуру сушильного агента после прохождения через все штабели пиломатериала:

= + Д d , (2.14)

= 80 + 0,24273 = 80,243 г/кг

= - Д d / (0,4 + 0,00074 ) (2.15)

= 55 - 0,243 / (0,4+0,00074 80) = 54,47 єС

Величина Дt = ( / для лиственницы не больше 1,5 °С.

Дt = ( / = 0,2646 єС

Условие выполняется.

Здесь - число рядов штабелей вдоль потока воздуха.

Энтальпия при сушке не меняется, поэтому

= = 260 кДж/кг (2.16)

Расчет расхода тепла на прогрев и сушку

Температура древесины после прогрева для расчета тепловых характеристик принимаем равной = 52 єС

Расход тепла на прогрев определяем по формуле, кДж:

= Е с с ( - ) (2.17)

где: р - плотность с = 890 кг/,

с - теплоемкость древесины при влажности = 70 %, с = 3,05 кДж / (кг єС)

и температуре t = ( + )/2 = (52+15)/2 = 33,5 єС

= 31,45 890 3,05 (52 - 15) = 3158727,925 кДж = 877,424 кВт

Затем определяем расход тепла на испарение 1 кг влаги по формуле, кДж/кг:

= ( 1000 - 4,2 ) (2.18)

где: = 34 кДж / кг - энтальпия, = 7,5 г/кг - влагосодержание наружного воздуха (to = 15 °С, = 0,7).

= 1000 - 4,2 49 = 2901,03 кДж/кг = 0,806 кВт

Расход тепла на сушки (испарение влаги) равен, кДж:

= ( M1 + М2 + М3 ) (2.19)

= ( 5723,9+2453,1+1635,4) 0,806 = 7908,794 кВт

Потери через стенки камеры оцениваем по формуле, кВт:

= 0,001 (2.20)

где: - площадь i-й стенки камеры, ; - коэффициент теплопередачи i-й стенки камеры, Вт/(м °С),равный 0,5 Вт / (є С)

= 0,001

Расчет мощности и удельных затрат тепла

Рассчитываем тепловую мощность нагревателя по ступеням режима сушки, кВт

= ( + ), = ( + ), (2.21)

= ( + ),

где: = 1,1 - поправка на неучтенные потери, например, излучение стенками камеры и т.п. =1,1 (0,806 0,01026+ 3,8) = 4,19 кВт

= 1,1 (0,806 0,00545+ 3,8) = 4,185 кВт

= 1,1 (0,806 0,00293 + 3,8) = 4, 1826 кВт

Опыт проектирования сушильных камер на низкотемпературные режимы показывает, что мощность калорифера на стадии прогрева целесообразно задавать исходя из объема загрузки, в частности ~ 5 кВт на 1 пиломатериала.

= ( 5 Е + ), кВт (2.22)

= 1,1 (5 31,45 + 3,8) = 177,155 кВт

За расчетную тепловую мощность камеры выбирается максимальная величина из четырех полученных мощностей.

= max (, , , )

=177,155 кВт

По расчетной тепловой мощности рассчитывают ориентировочное время прогрева, ч:

= / [ 3600 ( - ) ] (2.23)

= 1,1 3158727,925 / [ 3600 (177,155 - 3,8) ] = 5,567 ч

Далее рассчитывается расход тепла на цикл сушки, кДж:

Q = [ 3600 ( + ) + + ] (2.24)

Q = 1,1 [ 3600 (5,567 + 437,45 ) 3,8+ 877,424 + 7908,794] = 6676184,65 кДж

Определяют расход тепла на 1 пиломатериала, кДж/:

= Q/E (2.25)

= 6676184,65 / 31,45 = 212279,32 кДж/

и расход тепла за цикл на 1 кг испаренной влаги, кДж/кг:

= Q / (M1 + М2 + М3) (2.26)

= 6676184,65 / (9812,4) = 680,38 кДж/кг

Таблица 3 Результаты расчета мощности приводим в таблице

Величина Величина	Ед. изм.	Прогрев	1-я ст.	2-я ст.	3-я ст.
Время сушки ф123	ч	5,567	154,923	125,08	154,923
Скорость сушки	кг/с	-	0,01026	0,00545	0,00293
Мощн. нагрев.	кВт	177,155	4,19	4,185	4,1826

Расчет калорифера

Расчет калорифера проводится по величине , кВт.

Определяем температурный напор между паром с температурой и сушильным агентом по формуле, °С:

Д = - ( + ) / 2 (2.27)

Д = 133 - (54,47 + 55) / 2 = 78,265°С

Для коэффициента теплопередачи калорифера принимают некоторое начальное значение = 23,3 Вт/( °С)).

Определяем начальное (приближенное) значение для площади теплосъема калорифера по формуле,:

= 1000 / ( Д ) (2.28)

= 1000 177,155 / ( 23,3 78,265 ) = 97,15

Выбираем к установке марку и число калориферов из условия:



= (2.29)

где: - площадь теплосъема одного калорифера,

Выписываем основные характеристики калорифера:

модель КФС - 5;

число = 7;

площадь теплосъема = 20,9 ;

площадь живого сечения по воздуху = 0,244

Выбирается схема установки калориферов относительно потока сушильного агента, чаще всего в один ряд.

Вычисляется фактическая площадь теплосъема, :

= (2.30)

= 20,9 7 = 146,3

и площадь живого сечения для сушильного агента, :

= (2.31)

где: - площадь живого сечения одного калорифера, .

= 0,244 7 = 1,708

При расчете калориферов обычно считают, что весь поток сушильного агента проходит через них. Для сушильных камер характерны большие объемы циркулирующего воздуха. При использовании компактных калориферов типа КФС и тем более типа КФСО это приводит к большому аэродинамическому сопротивлению калориферного узла. Для уменьшения сопротивления следует часть потока пустить через отверстие (воздухообвод) мимо калориферов. Это позволяет резко (в разы) снизить потери напора, несущественно уменьшая коэффициент теплопередачи. Воздухообводом обычно является пространство между калориферами и потолком камеры.

Массовая скорость сушильного агента через калорифер при наличии воздухообвода вычисляется по формуле, кг/( с):

= / [{1+ (/ (/ )}] (2.32)

где: - площадь сечения воздухообвода, ;

коэффициент сопротивления калорифера.

Для калориферов КФС = 1,7.

Калориферы следует рассматривать как стеснение потока с коэффициентом сопротивления по скорости в отверстии

= 2,1 ( 1 - / ) (2.33)

где: - площадь сечения камеры для прохода воздуха в месте установки калориферов, ; определяется размерами камеры.

Площадь отверстия (воздухообвода) можно принять равной площади живого сечения калорифера.

= ; = (2.34)

= = 1,708 = 7 1,5 = 10,5

= 2,1 ( 1 - 1,708/10,5) = 1,76

= 1,02 · 44,72 / [1,708 {1+ (1,7/ 1,76)1/2·(1,708/ 1,708)}] = 12,778 кг/( с)

Определяем:

фактический коэффициент теплопередачи = 34,8 Вт / ( °С);

аэродинамическое сопротивление калориферов Д = 97 Па.

Рассчитываем фактическую тепловую мощность, кВт:

= Д / 1000 (2.35)

= 146,3 34,8 78,265/1000 = 398,46 кВт

Фактическая тепловая мощность калорифера должна быть несколько больше расчетной .

Расчет расхода пара и диаметров паропроводов

Определяем расчетный (максимальный) расход пара по формуле, кг/с:

= / r (2.36)

где: r = 2200 кДж/кг - теплота, выделяемая при конденсации пара в калорифере.

= 177,15 / 2200 = 0,0805 кг/с

Определяем плотность пара из уравнения состояния идеального газа, кг/

= 1000 / [ R ( 273 + ) ] (2.37)

где: R = 461 кДж/(кг К) - газовая постоянная водяного пара.

= 1000 300 / [ 461 ( 273 + 133) ] = 1,6 кг/

Принимаем скорость пара = 30 м/с и рассчитываем диаметры труб. Диаметр магистрального паропровода, м:

= [ 1,27 / ( ) (2.38)

= [ 1,27 0,0805 / ( 1,6 30) = 0,0461 м = 46,1 мм

Диаметр паропровода к каждому калориферу, м:

= [ 1,27 / ( ) (2.39)

= [ 1,27 0,0805 / ( 7 1,6 30) = 0,01732 м = 17,3 мм

Диаметр конденсаторной магистрали, м:

= [ 1,27 / ( ) (2.40)

где: = 960 кг/ - плотность конденсата,

= 0,7 м/с - скорость конденсата в магистрали.

= [ 1,27 0,0805 / ( 960 0,7) = 0,01225 м = 12,2 мм

Полученное значение диаметров округляют до ближайших, больших значений диаметров труб , выпускаемых промышленностью.

Диаметры труб , выпускаемых промышленностью, в мм:

10, 15, 25, 32, 40, 50, 65, 70, 80, 100, 110, 125, 150.

, = 25 мм, = 15 мм.

Выбор конденсатоотводчика

Конденсатоотводчик выбирается по пропускной способности, обеспечивающей отвод конденсата с расходом и величине избыточного давления пара в калорифере = - = 300-100=200кПа Давление после конденсатоотводчика принимается равным атмосферному: = 100 кПа.

Характеристикой конденсатоотводчика является условный диаметр .

Конденсатоотводчик устанавливается на горизонтальном участке трубы в коридоре управления камерой ниже уровня калориферов с обводной линией и контрольной трубкой. Все трубопроводы монтируются с уклоном i ~ 0,01 для беспрепятственного стока конденсата.

Расчет приточно-вытяжной вентиляции

Объем воздуха, подлежащий удалению через приточно-вытяжную вентиляцию, определяем по формуле, /с:

= 1000 / ( - ) (2.41)

= 1000 0,01026 1,05 / (80,243- 7,5) = 10,773/72,743=0,148 /с

Для расчета сечения труб приточно-вытяжной вентиляции скорость воздуха в этих трубах принимается 4 м/с.

Определяем площадь сечения, :

= / (2.42)

= 0,148 / 4 = 0,037

Далее выбираем сечения труб круглое либо прямоугольное и определяем их размеры: диаметр, либо размер сторон. Для круглой трубы диаметр определяют по формуле, м:

= ( 4 / р (2.43)

= (4 0,037 / 3,14 = 0,217 м

3. Аэродинамический расчет

Целью аэродинамического расчета является определение сопротивления движению агента сушки и последующий выбор вентилятора, определение расхода электроэнергии.

Общие замечания к расчету

В сушильной камере агент сушки циркулирует по замкнутому кольцу, поэтому давление, создаваемое вентилятором расходуется только на преодоление сопротивлений за счет потерь по длине и местных сопротивлений. Потерями по длине каналов камеры можно пренебречь.

Местные сопротивления, встречающиеся в сушильных камерах, можно свести к четырем видам:

Расширение потока

= ( 1 - / .

Сжатие потока

= 0,5 (1 - / ) (3.1)

Поворот на угол

б - =

Сопротивление штабеля -

= / (2 ) + 0,5 (/

Здесь - большая площадь сечения, - меньшая площадь.

Величина - зависит от угла поворота потока, К=0,4 для камер с поперечно-вертикальной циркуляцией.

Коэффициенты , , соответствуют скорости в меньшем сечении. Коэффициент учитывает как потери по длине штабеля, так и местные потери на входе и выходе из штабеля, - коэффициент трения.

При последовательной установке по потоку элементов оборудования, например штабелей, потери суммируются.

Для каждого местного сопротивления с номером i определяются площади сечений для прохода сушильного агента до сопротивления и после сопротивления. Определяется минимальная площадь .

Определяют коэффициенты сопротивлений

Вычисляются скорости циркуляции и потери давления Дpi по формулам:

= / Дpi = 0,5 (3.2)

где: - плотность сушильного агента;

Для штабеля скорость воздуха принимается равной .

Общие потери давления определяют по формуле:

Дp = (3.3)

Порядок аэродинамического расчета

Составление аэродинамической схемы камеры

Определяется положение циркуляционного кольца сушильного агента в камере. Вычерчивается схема сечения камеры в плоскости кольца с указанием основных элементов (вентиляторы, калориферы, штабели).

В соответствии с технологическим и тепловым расчетом уточняются размеры каналов для прохода сушильного агента, число вентиляторов, схема установки калориферов.

Классифицируются виды местных сопротивлений на циркуляционном кольце.

Определяются однотипные сопротивления:

Сжатие потока на входе в вентилятор.

Расширение потока на выходе из вентилятора.

Сопротивление калориферного узла.

Поворот потока на 90° (4 сопротивления).

Сопротивление штабеля пиломатериала (2 штабеля).

Расчет аэродинамического сопротивления

Сжатие потока на входе в вентилятор

Площадь сечения потока до сжатия равна площади сечения верхней части камеры

= = 1,5 7 = 10,5

Площадь сечения потока после сжатия равна суммарной площади отверстий вентиляторов

= р / 4

= 3 3,14 1,252 / 4 = 3,68

где: - число вентиляторов;

- диаметр вентилятора м;

hп- высота циркуляционного канала, м;

- длина камеры, м.

= 0,5 (1 - / ), = / , Д = 0,5 (3.4)

= 0,5 ( 1 - 3,68/ 10,5) = 0,325

= 44,72 / 3,68 = 12,15 м/с

Д = 0,5 1,02 0,325 12,152 = 24,47 Па

Расширение потока на выходе из вентилятора.

Поток расширяется с площади = до площади .

= ( 1 - / , = / , Д = 0,5 (3.5)

= ( 1 - 3,68 / 10,5)2 = 0,42188

= 44,72 / 3,68 = 12,15 м/с

Д = 0,5 1,02 0,42188 12,152= 31,77 Па

Сопротивление калориферного узла.

Сопротивление рассчитано в тепловом расчете Д = Д = 97 Па

Поворот потока на 90°.

Меньшая площадь

=

где: - ширина бокового канала между стенкой камеры и штабелем, м.

= 0,6 7 = 4,2

= , = / , Д = 0,5 (3.6)

Для камер с поперечно-вертикальной циркуляцией = 0,4.

= 1,1 0,4 = 0,44

= 44,72 / 4,2 = 10,64 м/с

Д = 0,5 1,02 0,44 10,642 = 25,4 Па

Сопротивление штабеля.

Поток сжимается на входе в штабель, двигается в щелях, образованных прокладками, и расширяется на выходе из штабеля. Эти три сопротивления описываются одной формулой:

= = / ( 2 ) + 0,5 ( / ,

= , Д = 0,5 (3.7)

где: - ширина штабеля, м;

- толщина прокладок, м;

- толщина пиломатериала, м;

- 0,06 - коэффициент трения.

= 0,06 1,8 / ( 2 0,025) + ( 0,06 / 0,025 = 2,93

=uцир= 3 м/с

Д = 0,5 1,02 2,93 = 13,448 Па

Вычисляются общие потери для циркуляционного кольца путем суммирования отдельных сопротивлении; потери давления для поворота учетверяются, а для штабеля удваиваются.

Таблица 5 Результаты расчета аэродинамического сопротивления

Сопротивление	,	, м/с		Д , Па
Сжатие	3,68	12,15	0,325	24,47
Расширение	3,68	12,15	0,422	31,77
Калорифер	-	-	-	97
Поворот	4,2	10,64	0,44	25,484*4=101,6
Штабель	-	3	2,93	13,4*2=26,4
Итого Дс = 281,24 Па

Выбор вентилятора

Расчетное значение потерь давления для выбора вентилятора принимают с запасом в 10 %:

= 1,1 Д р (3.8)

= 1,1 281,24 = 309,364 Па

Индивидуальные характеристики вентиляторов определяются в стандартных условиях, которым соответствует плотность воздуха = 1,2 кг/м. В связи с этим для подбора вентилятора необходимо произвести пересчет расчетного давления в характеристическое давление по формуле, Па:

= / (3.9)

= 309,364 1,2 / 1,02 = 363,96 Па

Вычисляют расчетный расход сушильного агента на один вентилятор ( - число вентиляторов в камере), /ч:

= 3600 / (3.10)

= 3600 44,72 / 3 = 53664 /ч = 53,6 / ч

Выбираем вентилятор № 12,5.

Для вентилятора с клиноременной передачей определяем число оборотов n и КПД з.

Мощность двигателя определяется по формуле, кВт:

= / ( 1000 з ) (3.11)

где: = 0,9 КПД клиноременной передачи,

= 0,97 КПД подшибника

= 1,1 коэффициент запаса мощности.

= 1,1 44,72 309,364/ ( 1000 3 0,5 0,97 ·0,9) = 11,62 кВт

Расчет расхода электроэнергии

Количество электроэнергии, потребленной из сети в расчете на 1 пиломатериала, определяют по формуле, кВт ч/

W = ( + + ) / ( Е ) (3.12)

где: - 0,8 КПД двигателя,

- время влаготеплообработки= 35

W = 3 11,62 ( 5,567 + 437,45 +35) / (31,45 0,8) = 662,38 кВт ч/

Рабочее колесо вентилятора в обязательном порядке помещают в обечайку с входным коллектором. Зазор между лопатками колеса и обечайкой не должен превышать 1,5 % длины лопаток, в противном случае резко снижается КПД. Пространство между обечайкой и стенками камеры перекрывается воздухонепроницаемой перегородкой.



Заключение

Основные результаты:

технологического расчета:

Производительность камеры по фактическому пиломатериалу

П = 248,53 / год

Коэффициент перевода фактического пиломатериала в условный

= 4,318

теплового расчета:

Продолжительность сушки

= 437,45 ч

Мощности калорифера по ступеням режима

= 4,19 кВт

= 4,185 кВт

= 4,182 кВт

Максимальный расход пара

= 0,01026 кг/с

Основные характеристики калорифера:

модель КФС - 5;

число = 7;

площадь теплосъема = 20,9 ;

площадь живого сечения по воздуху = 0,244

Диаметры паропроводов

, = 25 мм, = 15 мм.

Удельный расход тепла на кубометр пиломатериала

= 212279,32 кДж/

Удельный расход тепла на килограмм испаренной влаги

= 680,38 кДж/кг

Объем циркулирующего воздуха

= 34,398 /с

Объем воздухообмена

= 0,1481 /с

Сечения воздухообменных труб

выбираем сечения труб круглое = 0,217 м

аэродинамического расчета:

Индивидуальные характеристики вентиляторов определяются в стандартных условиях, которым соответствует плотность воздуха = 1,2 кг/м. В связи с этим для подбора вентилятора необходимо произвести пересчет расчетного давления в характеристическое давление = 363,96 Па

Расчетный расход сушильного агента на один вентилятор =53,6 / ч Выбираем вентилятор № 12,5

Мощность электродвигателя

= 11,62 кВт

Расход электроэнергии в расчете на 1 высушенного пиломатериала

W = 662,38 кВт ч/



Литература

1. Организация и планирование производства [Текст] : доп. УМО по образованию в области производственного менеджмента в качестве учеб. пособия / под ред. А. Н. Ильченко, И. Д. Кузнецовой. - М. : Издат. центр «Академия», 2009. - 208 с.

2. Казанцева, Н. В. Организация производства в лесном хозяйстве
[Текст] : тексты лекций. - Воронеж, 2012. - 40 с.

3. Российская Федерация. Законы. Лесной кодекс Российской Федерации [Текст] : федер. закон : [принят Государственной Думой 22 января 1997 г., новая редакция]. - М. : ЮРКНИГА, 2008. - 64 с.

Размещено на Allbest.ru