Проект лесосушильного цеха на базе сушильных камер 3AS-6-3A

Размещено на http://www.allbest.ru/

Учреждение образования «БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Факультет ТТЛП кафедра ТДП

Специальность Энергоэффективные технологии и энергетический менеджмент

Специализация Энергоэффективные технологии в лесном комплексе

Пояснительная записка

КУРСОВОГО ПРОЕКТА

по дисциплине «Технология и оборудование деревообрабатывающих производств»

Тема: Проект лесосушильного цеха на базе сушильных камер 3AS-6Ч3A

Исполнитель

студент 3 курса 7 группы

Лусто А.Ю.

Руководитель

ассистент Бабич Д.П.

Минск 2016



Введение

Под гидротермической обработкой древесины понимаются процессы воздействия на неё тепла, влажного газа или жидкости, предназначенные для изменения температуры и влажности древесины или введения в неё веществ, улучшающих её технологические и эксплуатационные характеристики.

При гидротермической обработки древесины изменяются лишь физические свойства обрабатываемого материала.

Процессы гидротермической обработки базируется на физических явлениях переноса и, в частности, на явлениях тепло- и влагообмена материала с окружающей средой. сушка цех калорифер

Сушкой называется процесс удаления из материала влаги путём её испарения или выпаривания. Технологические цели сушки определяются изменениями физических и эксплутационных свойств древесины при изменении её влажности.

Влажность древесины, идущей на изделия и сооружения, для которых требуется стабильность размеров и формы деталей, должна быть заранее снижена до величины, соответствующей условиям эксплуатации изделий, а сами они должны предохраняться от повторных увлажнений.

Древесина с большим содержанием влаги подвержена загниванию, в то время как сухая обладает большей стойкостью. При снижении влажности древесины уменьшается её масса и одновременно повышается прочность. Наконец, сухая древесина значительно лучше склеивается и отделывается, чем сырая.

Таким образом, к основным технологическим целям сушки древесины относятся:

- предупреждение изменения формы и размеров деталей;

- предохранение от загнивания;

- уменьшение массы при одновременном повышении прочности;

- улучшение качества склеивания и отделки.

Целью курсового проекта является разработка плана лесосушильного цеха на базе сушильных камер 2 AS4Ч3A.

Основными решаемыми задачами проекта являются:

- выбор режимов сушки и влаготеплообработки;

- определение количества камер, необходимых для проведения сушки;

- определение продолжительности сушки;

- определение вместимости сушильной камеры и её производительности;

- расчет расхода тепловых потерь через ограждения;

- выбор калориферов;

- разработка плана цеха.



1. Устройство и принцип действия сушильной камеры

1.1 Устройство и принцип действия сушильной камеры

Лесосушильная установка 3AS-6x3A предназначена длясушки пиломатериалов хвойных и лиственных пород различной толщины до эксплуатационной и транспортной влажности.

Установка имеет модульно-блочную конструкцию. Её основу образует каркас из алюминиевого профиля. Сечение данного профиля позволяет максимально упростить и соответственно сократить процесс сборки и монтажа сушильной камеры.

На каркасе монтируется ограждающие конструкции - стены, потолочные перекрытия и ворота. Наружные и внутренние листы панелей - гофрированные, изготовленные из алюминиевого сплава. Теплоизоляционный слой панелей состоит изминераловатных прошивных матов. Панели имеют высокие теплоизоляционные свойства и имеют большой запас прочности по отношению к ветровой и снеговой нагрузке. Панели могут поставляться заказчику в разобранном виде, что даёт ощутимую экономию на транспортных расходах. В этом случае для заполнения панелей используется местный теплоизоляционный материал. Толщина слоя -150мм, панели в собранном виде - 152 мм, плотность - 100 кг/м³.

Ворота для загрузки пиломатериалов имеют сдвижную щитовую конструкцию. Они состоят из каркаса, изготовленного из фасонного алюминиевого профиля и створов, способных перемещаться по монорельсу из оцинкованной стали. Размеры створов таковы, что позволяют раскрыть камеру на всю её полезную длину и высоту. Пиломатериалы загружают в сушильное пространство с помощью траверсной тележки.

Внутри камеры крепится горизонтальный экран, который отделяет циркуляционный канал от сушильного пространства. Экран представляет собой алюминиевый лист, который опирается на балки из алюминиевого профиля. Конструкция горизонтального экрана обеспечивает доступ к вентиляторам для проведения их ремонта и технического обслуживания.

Сушильная установка в данном проекте располагается в отапливаемом помещении.

Сушильная установка имеет поперечно-вертикальную циркуляцию сушильного агента. В верхней её части расположен циркуляционный канал, отделённый от сушильного пространства горизонтальным экраном.

Внутри канала установлено 7 осевых реверсивных вентилятора, полностью изготовленные из алюминия. Вентиляторы имеют индивидуальные приводы от электродвигателей мощностью 3 кВт с частотой вращения 1450 мин^-1.

Электродвигатели имеют специальное исполнение, позволяющее работать в агрессивной среде с повышенной температурой и влажностью.

В качестве теплового оборудования в нашей сушильной установке применяются сборные калориферы КПБ-П №8., которые располагаются вдоль боковой стены над горизонтальным экраном.

Для поддержания внутри сушильной установки заданной относительной влажности сушильного агента, а также для проведения влаготеплообработки высушиваемого материала в боковом канале установки под калориферами смонтирована увлажнительная труба из нержавеющей стали.

Удаление влаги, испаряемой из пиломатериалов, а также поступление свежего атмосферного воздуха происходит через приточно-вытяжные трубы, вмонтированные в потолочное перекрытие. Трубы изготовлены из алюминия. Для регулирования интенсивности воздухообмена они имеют задвижки с автономным управлением для открывания и закрывания.

Сушильная установка оснащена системой автоматического контроля и регистрации основных технологических параметров, дистанционного автоматического управления процессом сушки. Управление осуществляется путём регулирования подачи теплоносителя в калориферы, изменение частоты вращения вентиляторов и положения задвижек приточно-вытяжных труб.

Схема сушильной камеры приведена далее, в приложении 1.Техническая характеристика данной камеры представлена в таблице 1.1.

Таблица 1.1 - Техническая характеристика сушильной камеры 3AS-6x3A

Параметры	Значения параметров
1.Размеры сушильного пространства, м: длина ширина высота	8,8 7,1 3,7
2.Количество штабелей, загружаемых в камеру,шт	3
3.Габаритные размеры пакетов, мм: длина ширина высота	8,8 1,5 3,525
4.Вместимость камеры, м3, для материала: - всего -ольха 22 мм -ольха75 мм -дуб 19 мм -дуб44 мм	78477 7316 37219 10219 23651
5.Характеристика калорифера: тип количество, шт вид теплоносителя средний температурный напор,?С поверхность нагрева, м2 тепловая мощность, кВт	КПБ-П №8. 14 Пар 50,83 22,4 546,82
6.Характеристика вентилятора: тип, номер количество, шт мощность привода, кВт частота вращения, мин-1	Осевые восьмилопастные реверсивные №9 7 3 1450
7.Габаритные размеры, м: длина ширина высота	9,0 7,3 4,8

1.2 Устройство и принцип действия вспомогательного оборудования

К вспомогательному оборудованию сушильного цеха относится автопогрузчик и траверсная тележка.

Дизельные автопогрузчики предназначены для выполнения большого спектра погрузо-разгрузочных операций с различными видами груза. Эксплуатироваться автопогрузчики могут как в складских помещениях, так и на прилегающих территориях склада. Компактные, погрузчики сочетают в себе надежность, удобство, долговечность вместе с тем они технически просты и не вызывают сложностей в процессе эксплуатации.

Погрузчики обладают высокой маневренностью при работе в вагонах и контейнерах.

Автопогрузчик может свободно перемещаться по территории цеха, перевозя штабеля от площадок в камеры и обратно. Т.к. автопогрузчики обладают высокой маневренностью, то хорошо работают в ограниченном пространстве. Максимальная высота подъема вил позволяет формировать штабели нужной высоты.

Таблица 1.2 - Техническая характеристика автопогрузчика

Автопогрузчики	CPQD30
Основные характеристики	Основные характеристики
Грузоподъемность, т	3,0
Максимальная высота подъема груза на вилах B, мм	3000 (2500 - 7000)
Общая ширина машины Q, мм	1225
Длина машины до спинки вил L, мм	2695
Высота по оградительной решетке водителя P, мм	2090
Высота мачты (в сложенном состоянии) C, мм	2070
Колесная база Z, мм	1700
Дорожный просвет G, мм	135
Угол наклона мачты	6 / 12
Радиус поворота (внешний) W, мм	2400
Длина вил J, мм	1220 (1070 - 2500)
Двигатель
Модель двигателя	Nissan H25
Мощность, л.с-об. мин.	56 при 2300 об/мин
Дополнительно
Тип трансмиссии / гидроусилитель	автомат / есть
Вес, кг	4350

Схема автопогрузчика представлена на рисунке 1.1.

Рисунок 1.1 - Схема дизельного автопогрузчика HeliCPQD30

Платформа рельсовая большегрузная двигается по горизонтальной плоскости. Такое оборудование применяется для транспортировки, перемещения грузов внутри производственных цехов. Второе название такой платформы - тележка передаточная рельсовая. Это оборудование может стать полноценной заменой мостовому крану или применяться в сочетании с ним в качестве дополнительного оборудования. Большим преимуществом тележек передаточных рельсовых является их мобильность. Стандартная передаточная тележка может двигаться по рельсам не только внутри одного помещения, но и перемещаться между двумя помещениями. А также ее можно выкатывать на улицу, что существенно облегчает процесс переноса грузов в автотранспорт. Мостовой кран такой мобильности не имеет, его основой являются прикрепленные к потолку массивные направляющие, изменение длины которых - сложный и долгий процесс.

Таблица 1.3 - Техническая характеристика траверсной тележки

Техническая характеристика тележки
1. Размер рабочей платформы	длина ширина	мм мм	4000 2500
2. Высота платформы от головки рельса		мм	470
3. Ширина колеи		мм	2300
4. Скорость перемещения тележки (регулируемая)		м/мин	3…30
5. Установленная мощность		кВт	До 7

Схема траверсной тележки представлена на рисунке 1.2.

Рисунок 1.2 - Схема траверсной тележки ЭТ-20.



2. Выбор и обоснование режимов сушки и влаготеплообработки

2.1 Выбор режимов сушки

Пиломатериалы, подлежащие сушке, а также их основные параметры приведены в таблице 2.1.

Таблица 2.1 - Параметры заданных пиломатериалов

Порода	Размеры, мм	Объем, м3/год	Влажность, %
	длина	ширина	толщина		начальная	конечная
Ольха	4000	125	22	9380	75	12
Ольха	3500	75	75	7370	75	12
Дуб	4000	75	19	8040	50	12
Дуб	2750	100	44	6700	50	12

Назначение пиломатериалов - мебельное производство. Принимаем II категорию качествасушки - сушка пиломатериалов до эксплуатационной влажности, обеспечивающая возможность точной механической обработки, а также сборки деталей и узлов квалифицированных изделий (мебельное производство, футляры для радио- и теле аппаратуры, столярно-строительные изделия ит.п.).

Использование пиломатериалов в производстве мебели требует необходимости сохранения физико-механических свойств древесины. Следовательно, применение высокотемпературных режимов сушки исключаем, так как эти режимы сушки значительно понижают физико-механические свойства древесины и изменяют её цвет. Поэтому для выполнения требуемой задачи воспользуемся низкотемпературными режимами сушки.

В сушильной камере в качестве теплоносителя используется пар c давлением P=0.25 МПа. Для сушки пиломатериалов из древесины ольхи и дуба используем нормальные режимы. Для пиломатериалов ольхи с толщиной=22 мм выбираем режим О1-Н, а для пиломатериалов толщиной =75мм-режим О6-Н. Для пиломатериалов дуба толщиной =19 мм, предлагают использовать режим Д1, а для пиломатериалов из дуба толщиной =44 мм -режим Д4.

Результаты выбора режимов сушки заданных пиломатериалов приведены в таблице 2.2.

Таблица 2.2 - Режимы сушки

Порода древесины	Размеры, мм	Категория качества	Категория режима	Обозначение режима
	толщина	ширина
Ольха	22	125	II	Н	О1-Н
	75	75	II	Н	О6-Н
Дуб	19	75	II	Н	Д1
	44	100	II	Н	Д4

Значение параметров сушильного агента по всем ступеням сушки приведены в таблице 2.3.

Таблица 2.3 - Параметры сушильного агента

Режим сушки	Влажность древесины, %	Параметры агента сушки
		температура, 0C	психрометрическая разность, 0C	степень насыщенности
О1-Н	75-35	74	6	0,76
	35-25	80	11	0,61
	25-12	100	30	0,29
О6-Н	75-35	52	3	0,84
	35-25	55	5	0,76
	25-12	70	19	0,37
Д1-Н	50-35	57	4	0,81
	35-25	61	6	0,73
	25-15	77	22	0,34
	15-12	77	22	0,34
Д4-Н	50-35	47	2	0,89
	35-25	50	4	0,80
	25-15	55	7	0,68
	15-12	62	17	0,38

2.2 Выбор режимов начального прогрева и влаготеплообработки

Температура начального прогрева для пиломатериалов из древесины ольхи должна быть больше температуры первой ступени сушки на 8°С. Для режима О1-Н температура первой ступени сушки составляет 74°С, для режима О6-Н - 52°С. Следовательно, температура начального прогрева для режима О1-Н будет составлять t_нп1=82°С, для режима О6-Н - t_нп2=60°С.

Температура начального прогрева пиломатериалов из древесины дуба должна быть больше температуры первой ступени сушки на 5°С. Для режима Д1-Н температура первой ступени сушки составляет 57 °С, для режима Д4-Н - 47°С. Следовательно температура начального прогрева для режима Д1-Н будет составлять t_нп3=62°С, для режима Д4-Н- t_нп4=52°С.Психометрическую разность обрабатывающей среды для пиломатериалов всех пород с учетом их начальной влажности принимаем:

Дtнп1=Дtнп2=Дtнп3=Дtнп4=0,5-1,5°С. (2.1)

Продолжительность начального прогрева:

- для пиломатериалов из древесины ольхи:

фнп1=1,5·S1 +S1·0.25=1,5·2,2+2,2·0,25=4,125ч.; (2.2)

фнп2=1,5·S2+S₂·0.25=1,5·1,9+1,9·0,25=14,06ч. (2.3)

- для пиломатериалов из древесины дуба:



фнп3=1,5·S3+S₃·0.5=1,5·1,9+1,9·0,5=5,7ч; (2.4)

фнп4=1,5·S4+S₄·0.5=1,5·4,4+4,4·0,5=13,2ч. (2.5)

По данным таблицы 2.3 находим температуру последних ступеней сушки выбранных режимов:t13=100°C,t23=70°C,t34=77°C,t44=62°C. Для пиломатериалов из древесины ольхи и дуба, необходимо проводить конечную влаготеплообработку поскольку мы сушим по II категории качества.

Определяем температуру конечной влаготеплообработки пиломатериалов, она будет на 8°C выше температуры последней ступени режима сушки, но не более 100°C.

Для пиломатериалов из ольхи:

- толщиной:=22 мм:

t_КВТО1= t₁₃ + 8= 100+ 8 =108°C; (2.6)

- толщиной: =75 мм:

t_КВТО2= t₂₃+ 8 = 70 + 8 = 78°C. (2.7)

Температуру конечной влаготеплообработки пиломатериалов ольхи принимаем 100°C.

Для пиломатериалов из дуба:

- толщиной:=19 мм:

t_КВТО3= t₃₄ + 8= 77+ 8 = 85°C; (2.6)

- толщиной: =44 мм:

t_КВТО4= t₄₄+ 8 = 62 + 8 = 70°C. (2.7)

Используя таблицу 23 [2,с.228], определяем суммарную продолжительность влаготеплообработокзаданных пиломатериалов: фвто1=2ч, фвто2=30ч, фвто3=4ч, фвто4=20ч.

Для пиломатериалов ольхи толщинойS₂=75 мм и дуба толщиной S₄=44ммнужно проводить промежуточную влаготеплообработку которая занимает 1/3 времени влагооброботки. Промежуточную влаготеплообработку проводят между второй и третей ступенью режима сушки.

t_ПВТО2= t₂₂+ 8 = 55 + 8 = 63°C

t_ПВТО4= t₄₂+ 8 = 50 + 8 = 58°C

Психрометрическую разность обрабатывающей среды во время конечной влаготеплообработки принимаем ?t_КВТО=0,5ч1,0°C, а ?t_ПВТО=1,0ч2,0°C.

Результаты выбора режимов начального прогрева, конечной промежуточнойвлаготеплообработки обобщаем в таблице 2.4.

Таблица 2.4 - Режимы начального прогрева, промежуточной и конечной влаготепообработок

Режим сушки	Вид обработки	Влажность древесины, %	Параметры обработки
			темпера-тура, 0C	психрометри-ческая разность, 0C	продолжи-тельность, ч.
О1-Н	НП КВТО	75 12	82 100	0,5ч1,5 0,5ч1,0	4 2
О6-Н	НП ПВТО КВТО	75 35 12	60 63 78	0,5ч1,5 1,0ч2,0 0,5ч1,0	14 10 20
Д1	НП КВТО	50 12	62 85	0,5ч1,5 0,5ч1,0	6 4
Д4	НП ПВТО КВТО	50 35 12	52 58 70	0,5ч1,5 1,0ч2,0 0,5ч1,0	13 7 13



3. Технологический раздел

3.1 Расчет продолжительности цикла сушки

По формулам (3.1) и (3.2) рассчитываем скорость циркуляции сушильного агента в штабелях пиломатериалов:

; (3.1)

(3.2)

где V - объем циркулирующего агента сушки, мі/с; - площадь живого сечения штабеля, мІ;- длина сушильного пространства камеры, м; Н - высота штабеля, м; вВ, вД- коэффициенты заполнения штабеля по высоте и длине.

Длина сушильного пространства камеры и высота сушильной камеры соответственно составляют: LK= 8,8 м, Н_суш =3,7 м.

Высота пакета:

м.

Высота штабеля:

H=(h_п +0,075)·3=3,525 м ? 3,7 м

Коэффициенты заполнения штабеля по высоте и длине рассчитываем по формулам (5.15) и (5.13)[2, с.125, 124]:



(3.3)

(3.4)

гдеS - толщина пиломатериалов, мм; hп - высота пакета, мм; S1- толщина межрядовых прокладок, мм; S2-толщина межпакетных прокладок, мм; n? - количество заготовок или досок по длине штабеля; l-длина пиломатериалов, м.

Принимая толщину межрядовых прокладокS1=25 мм, а толщину межпакетных прокладок S2=75 мм, получаем:

Коэффициент заполнения штабеля по длине условным материалом принимаем

Рассчитываем площадь живого сечения штабелей:

мІ;

мІ;

мІ;

мІ;

мІ;

Скорость сушильного агента в штабелях пиломатериалов будет равна:

м/с;

м/с;

м/с;

м/с;

м/с.

Продолжительность цикла сушки пиломатериалов фц ч, рассчитываем по формуле (5.5) [2, с. 121]:

, (3.5)

где фисх - исходная продолжительность сушки пиломатериалов заданных пород и размеров поперечного сечения нормальными режимами при начальной и конечной влажности 60 и 12 % в камерах с реверсивной циркуляцией средней интенсивности (скорость циркуляции - 1 м/с),ч; Ар,Ац,Ав, Ад, Ак - коэффициенты, учитывающие соответственно категорию режима сушки, скорость циркуляции сушильного агента, начальную и конечную влажность древесины, длину сортиментов и категорию качества сушки.

Значение исходной продолжительности сушки определяем по таблице 24 [2] с.228,229:

фисх1 = 54 ч,фисх2 = 377 ч,фисх3 = 92,5 ч,фисх4 = 334ч,фисх.у = 88 ч. Коэффициенты, учитывающие категорию режимов, принимаем:

Ар1 =Ар2 =Ар3 = Ар4 =Ар.у= 1,0

Используя приложение 5 [3, c. 91-93], по величинам произведения фисх1 ·Ар1= 54 ч, фисх2 ·Ар2= 377 ч,фисх3 ·Ар3= 92,5 ч,фисх4 ·Ар4=334 ч, фисх.у·Ар.у=88 ч. Находим значение коэффициента, учитывающего скорость циркуляции сушильного агента: Ац1 =0,725, Ац2 =0,968, Ац3 =0,823,Ац4 = 0,968,Ац.у =0,767.

По табл. 26 [2, с. 230] определяем коэффициенты, учитывающие начальную и конечную влажность древесины: Ав1=Ав2 =1,14;Ав3=Ав4 =0,89; Ав.у=1,00.

Поскольку сушке подвергаются пиломатериалы, а не заготовки, принимаем Ад1 = Ад2 =Ад3 =Ад4 =Ад.у=1,00. Древесина, используемая для производства мебели, должна быть высушена по II категории качества. С учетом сказанного принимаем Ак1=Ак2=Ак3=Ак4=Ак.у=1,15.

Рассчитываем продолжительность цикла сушки заданных пиломатериалов и условного материала:

51,3 ч = 2,1 сут;

478,4 ч = 19,9 сут;

77,8 ч = 3,2 сут;

330,9 ч = 13,8 сут;

77,6 ч = 3,2 сут.

Результаты расчета представляем в виде табл. 3.1.



Таблица 3.1 - Продолжительность цикла сушки пиломатериалов

Порода древесины	Размеры поперечного cеченияSЧb, мм	фисх, ч	Коэффициенты	Продолжитель-ность цикла сушки фц
			Ар	Ац	Ав	Ад	Ак	Ч	Сут
Ольха	22Ч125	54	1,0	0,725	1,14	1,0	1,15	51,3	2,1
	75Ч75	377	1,0	0,968	1,14	1,0	1,15	478,4	19,9
Дуб	19Ч75	92,5	1,0	0,822	0,89	1,0	1,15	77,8	3,2
	44Ч100	334	1,0	0,968	0,89	1,0	1,15	330,9	13,8
Условный	88	1,0	0,767	1,0	1,0	1,15	77,6	3,2

Рассчитанные по формуле (3.1) значения скорости циркуляции сушильного агента сопоставим со скоростями, для которых были разработаны стандартные режимы сушки.

При сушке пиломатериалов ольхи скорости циркуляции сушильного агента в камерах составляют щ1=1,9 м/с и щ2=2,6 м/с. Рассчитанная скорость циркуляции сушильного агента щ1=2,6 м/с не выходит за пределы диапазона скоростей, для которого разработаны стандартные режимы сушки (1,0 - 2,5 м/с) [2,c.103].

В свою очередь, рассчитанная скорость циркуляции сушильного агента щ2=2,6 м/с выходит за пределы диапазона скоростей, для которого разработаны стандартные режимы сушки (1,0 - 2,5 м/с) [2,c.103]. Следовательно, значения психометрической разности на всех ступенях, сушки режима О6-Н кроме последней, уменьшается на 1°С. Соответственно корректируются значения степени насыщенности и равновесной влажности.

В случае сушки пиломатериалов из древесины дуба скорости циркуляции сушильного агента в камерах составляют щ3=1,8 м/с и щ4=2,6 м/с.Скорость циркуляции сушильного агента щ4=2,6м/с выходит за пределы диапазона скоростей, для которых разработаны стандартные режимы сушки (0,8 - 2,0 м/с) [2,c.103]. Поэтому значения психометрической разности на всех ступенях, кроме последней, также уменьшается на 1°С.

Значения степени насыщенности изменяютсяна всех ступенях, за исключением последней, в соответствии с табл. 6 [2, c. 215].

С учетом сказанного табл. 3,2 примет следующий вид.

Таблица 2.3 - Параметры сушильного агента

Режим сушки	Влажность древесины, %	Параметры агента сушки
		температура, 0C	психрометрическая разность, 0C	степень насыщенности
О1-Н	75-35	74	6	0,76
	35-25	80	11	0,61
	25-12	100	30	0,29
О6-Н	75-35	52	2	0,84
	35-25	55	4	0,76
	25-12	70	19	0,37
Д1	50-35	57	4	0,81
	35-25	61	6	0,73
	25-15	77	22	0,34
	15-12	77	22	0,34
Д4	50-35	47	1	0,89
	35-25	50	3	0,80
	25-15	55	6	0,68
	15-12	62	17	0,38

3.2 Расчет количества сушильных камер

Определяем продолжительность оборота камеры при сушке заданных пиломатериалов и условного материала. Для этого используем формулу (5.8) [2, с. 123]:

, (3.6)

где фц - продолжительность цикла сушки пиломатериалов, сут; фзр - продолжительность загрузки и разгрузки камер периодического действия, принимается равной 0,1 сут.

сут;

сут;

сут;

сут;

сут.

По формуле (5.19) [2, с. 126] рассчитываем коэффициент продолжительности оборота камеры:

Расчет объемного коэффициента заполнения штабеля заданными пиломатериалами будем производить по формуле (5.11)[2, c. 126]:

(3.7)

где вд, вш, вв - коэффициенты заполнения штабеля по длине, ширине и высоте; Уv - объемная усушка древесины, %.

Поскольку сушке подвергаются обрезные пиломатериалы, коэффициенты заполнения штабеля по ширине принимаем по табл. 5.2 [2, с.124] равными вш1=вш2=вш3=вш4=вш.у= 0,90.

Согласно табл. 4 [2, с. 214], коэффициент объемной усушки древесины ольхи составляет:kv1=kv2=0,43; сосны kvy=0,44; дуба - kv3=kv4= 0,43. Величину объемной усушки Уv, %, рассчитываем по формуле (5.16)[2, с.125]

, (3.8)

где W? -влажность, для которой устанавливают номинальные размеры по толщине и ширине пиломатериалов, %; Wk- конечная влажность пиломатериалов, %.

Принимаем значение W?=20%, получаем:

Рассчитываем объемный коэффициент заполнения штабеля данными пиломатериалами и условным пиломатериалом:

Результаты расчета объемного коэффициента заполнения штабеля оформляем в виде табл. 3.2.



Таблица 3.2 - Объемные коэффициенты заполнения штабеля

Порода древесины	Размеры поперечного сечения SЧb, мм	Коэффициент заполнения штабеля по	Объемная усушка, %	Объемный коэффициент заполнения штабеля
		длине	высоте	ширине
Ольха	22Ч125	0,91	0,44	0,90	3,44	0,35
	75Ч75	0,80	0,70	0,90	3,44	0,49
Дуб	19Ч75	0,91	0,40	0,90	3,44	0,32
	44Ч100	0,94	0,60	0,90	3,44	0,49
Условный	0,85	0,55	0,90	3,52	0,41

По формуле (5.20) [2, с. 126] рассчитываем коэффициенты вместимости камеры, а по формулам (5.18) [2, с. 126] - переводные коэффициенты:

(3.9)

(3.10)

где ву, вф- объемные коэффициенты заполнения штабеля условным и фактическим материалом.

- для пиломатериалов из ольхи:

- для пиломатериалов из дуба:

Производим перевод объема заданных пиломатериалов в объем условного материала Vу, мі/год. Для этого воспользуемся формулой(5.21) [2, с. 126]:

(3.11)

где Vyи Vф - объемы условного и фактического материала, мі/год.

В результате расчета получаем:

- для пиломатериалов из ольхи:

мі/год;

мі/год.

- для дубовых пиломатериалов:

мі/год;

мі/год;

Производительность цеха в условном пиломатериале составляет:

= +++=7316+37219+10291+23651=78477мі/год.

Результаты выполненных расчетов обобщаем в табл. 3.3.



Таблица 3.3 - Пересчет объемов заданных пиломатериалов в объем условного материала

Порода древесины	Объем заданных пиломатериалов, мі	Коэффициенты	Объем условного материала мі
Ольха	9380	0,67	0,78	1,17	7316
	7370	6,01	5,05	0,84	37219
Дуб	8040	1,0	1,28	1,28	10219
	6700	4,2	3,53	0,84	23651
Всего	78477

Производительность камеры при сушке условного материала Пу, мі, рассчитываем по формуле (5.6) [2, с. 123], а требуемое количество сушильных камер N, шт., - по формуле (5,23) [2, с.126]:

(3.12)

(3.13)

где Тг - период времени, за который определяется производительность, сут; Еу - вместимость камеры в условном материале, мі.

Вместимость камеры 3AS-6Ч3A в условном материале составляет:

(3.14)

L_к- длинна сушильного пространства, м;

- ширина штабеля, м;

- высота штабеля, м;

- объёмный коэффициент заполнения штабеля условным материалом;

n- количество рядов в камере.

м³.

Принимаем Тг=335сут, в результате расчета получаем:

мі/год;

шт.

Принимаем к установке 14 сушильных камер 3AS-6Ч3A.

3.3 Расчет вспомогательного оборудования

Строящийся сушильный цех будет оснащен сушильными камерами 3AS-6Ч3A. В цехе будет использован колесный транспорт (автопогрузчики). Формирование и разборку пакетов планируется осуществлять с использованием ручного труда.

Количество автопогрузчиков и площадок для формирования и разборки пакетов вручную Ni, шт., определяем по формуле:

(3.14)

гдеVфi - объем i-го фактического материала, подлежащего сушке, мі/год;

Пi - производительность оборудования в смену, мі/смену; Тр - количество рабочих смен в году; nc- количество рабочих смен.

Количество рабочих смен в году принимаем за вычетом праздничных дней, т.е. :

Тр = 365 - 9 =356 дней.

Устанавливаем сменность работы при формировании в разборке пакетов nc = 2, а для автопогрузчика nc = 3.

Согласно приложению 6, [3, c. 94], производительность труда при формировании и разборке пакетов с использованием ручного труда для пиломатериалов толщиной S1=22 мм принимаем П11=70 мі/смену, толщиной S2=75 мм - П12=104 мі/смену, толщинойS3=19 мм -П13=66 мі/смену, толщинойS4=44 мм -П14=92 мі/смену.

Производительность автопогрузчика при транспортировании пиломатериалов ольхи принимаем П31= 100 мі/смену, П32=175 мі/смену; дубовых пиломатериалов принимаем П33= 100мі/смену,П34=155 мі/смену.

Определяем нужное количество площадок для формирования и разборки пакетов:

шт.,

шт.,

В цехе создаем одну площадку для формирования и одну площадку для разборки пакетов.

Рассчитываем количество автопогрузчиков:

шт.

Принимаем к установке один автопогрузчик, который с запасом обеспечит транспортировку пиломатериалов.

Количество штабельных мест Ш, шт., на складах сырых и сухих пиломатериалов определяем по формуле (3.5) [3, с. 19]:

(3.16)



где Ешi - вместимость штабеля i-го фактического материала, мі; nз - количество смен, на которое должен быть создан запас сырых и сухих пиломатериалов.

Определяем вместимость штабелей по формуле (5.10) [2, с. 123]:

(3.17)

где L,H,B - длина, высота и ширина штабеля, м; в- объемный коэффициент заполнения штабеля.

Определяем количество подштабельных мест на складе сырых пиломатериалов. При этом принимаем трехсменный запас пиломатериалов, т.е.nз= 3 смены.

шт.

Приняв шестисменный запас ( nз= 6 смен), определяем количество подштабельных мест на складе сухих пиломатериалов:

шт.

Принимаем количество подштабельных мест на складе сырых пиломатериалов Ш1=6 шт., а на складе сухих пиломатериалов - Ш2=12 шт.



4. Тепловой расчёт

4.1 Определение массы испаряемой влаги

Для выполнения теплового расчёта выбираем расчётный материал. За него принимаем самые быстросохнущие доски из заданной спецификации. На основании результатов расчёта продолжительности сушки, выполненного в разделе 3.1 (табл. 3.2) выбираем, в качестве расчётного материала, пиломатериалы из древесины ольхи толщиной S₁=22 мм.

Рассчитываем массу влаги, испаряемой из 1 м³ расчётного материала (D₁), массу влаги, испаряемой за время одного оборота камеры (D_об.), и массу влаги, испаряемой в камере за 1с (D_с), при этом используем формулы (4.1), (4.2) и (4.3) [3] c. 23:

, (4.1)

, (4.2)

, (4.3)

где с_б - базисная плотность древесины расчётного материала, кг/м³;

W_Н, W_К - начальная и конечная влажность древесины, %;

Е - вместимость камеры, м³;

ф_с - продолжительность сушки расчётного материала, ч.

Базисная плотность ольхи с_б= 420 кг/м³

Вместимость камеры рассчитываем по формуле (5.9) [2] с. 123:

Е = E_ш•n, (4.4)



где E_ш - вместимость штабеля,м³;

n- количество штабелей в камере (n=6).

Вместимость штабеля была рассчитана в разд. 3.3. Е_ш =16,29м³, тогда:

= 16,29·3=48,87 м³

Продолжительность сушки ф_c, ч расчётного материала вычисляем по формуле (4.4) [3] с. 23:

ф_с= ф_ц - (ф_нп + ф_квто), (4.5)

ф₁=51,3- (4+2) = 45,3ч.

Определяем массу влаги, испаряемую из 1 м³ пиломатериалов из древесины ольхи:

кг/м³

Определяем массу влаги, испаряемой за время одного оборота камеры:

кг.

Масса влаги, испаряемая в камере за 1с, будет равна:

кг/с.

Определяем расчётную массу испаряемой влаги по формуле (4.5) [3] с. 23:

D_р= D_с•k_н.с, , (4.6)

Гдеk_н.с - коэффициент, учитывающий неравномерность скорости сушки.

Принимаем данный коэффициент в зависимости от конечной влажности древесины - W_к=12 %, соответственно k_нс=1,2.

D_р= 0,079•1,2=0,095кг/с.



4.2 Определение параметров агента сушки

Температуру и относительную влажность сушильного агента на входе в штабель принимаем по второй ступени режима сушки расчётного материала (табл. 2.3):

t₁=80 ⁰C, ц₁=0,61.

По табл. 1 приложения [2] с. 211 находим давление насыщенного водяного пара при заданной температуре:

p_н= 47360 Па.

Преобразуя формулу (1.12) [2] с.22, рассчитываем парциальное давление водяного пара в воздухе перед его входом в штабель:

p_п = ц?p_н, (4.7)

p_п =0,61•47360= 28889,6 Па.

По формулам (1.14) и (1.23) [2] с. 23, 24 рассчитываем влагосодержание и энтальпию сушильного агента перед штабелями:

(4.8)

(4.9)

где p_a - атмосферное давление, p_a=101325 Па.

г/кг,

I₁=1,01•80+0,001•248,1•(1,88•80+2500)=738,36 кДж/кг.

По формулам (1.16) [2] с. 23и (4.6) [3] с. 20 находим плотность и приведенный объём агента сушки:



(4.10)

(4.11)

где Т₁- абсолютная температура сушильного агента, К.

Определяем абсолютную температуру агента сушки:

T₁=t₁ + 273 = 80 + 273= 353 K,

кг/м³,

м³/кг.

Используя формулы (4.7) и (4.8) [3] с. 24, определяем влагосодержание сушильного агента на выходе из штабелей и массу циркулирующего агента сушки на 1 кг испаряемой влаги:

, кг/кг (4.12)

, г/кг (4.13)

Температуру агента сушки на выходе из штабелей определяем по формуле (1.24) [2] с. 24. При этом учитываем, что энтальпия воздуха во время сушки не изменяется, т.е. I₁=I₂.

⁰C. (4.14)

По формуле (1.15) [2] с.23 находим давление пара в воздухе, выходящем из штабелей:



Па. (4.15)

Остальные параметры агента сушки на выходе из штабеля рассчитываем, применяя ранее использованную методику:

T₂= t₂ + 273 = 73,2+ 273 = 346,2 К;

кг/м³;

м³/кг.

Результаты расчёта параметров сушильного агента обобщаем в табл. 4.1

Таблица 4.1 - Параметры сушильного агента

Параметр	Значение
	на входе в штабель	на выходе из штабеля	среднее
Температура, 0C	80	73,2	76,6
Влагосодержание, г/кг	248,1	251,9	250
Энтальпия, кДж/кг	738,36	738,36	738,36
Плотность, кг/м3	0,89	0,91	0,9
Приведенный удельный объём, м3/кг	1,42	1,4	1,41

4.3 Определение расхода теплоты на сушку

4.3.1 Расход теплоты на начальный прогрев

Для зимних условий удельный расход теплоты на начальный прогрев 1 м³пиломатериалов складывается из её затрат на нагревание замороженной древесины от начальной отрицательной температуры до 0⁰C, плавление содержащегосяв древесине льда и нагревание древесины до температуры начального прогрева. Расход теплоты на начальный прогрев для среднегодовых условий учитывает только затраты теплоты на нагревание древесины от начальной положительной температуры до температуры прогрева. Расчёт расхода теплоты на начальный прогрев пиломатериалов будем выполнять по формулам (4.9) и (4.10) [3] с.25:

а) для зимних условий:

, (4.16)

б) для среднегодовых условий:

(4.17)

где с_Д - плотность древесины расчётного материала, кг/м³;

с_Б - базисная плотность древесины расчётного материала, кг/м³;

c_(-), c₍₊₎ - удельная теплоёмкость древесины при средней отрицательной и средней положительной температуре, кДж/( кг · ⁰C);

c_Д - удельная теплоёмкость древесины в диапазоне температур от t₀ до t_нп,кДж/ ( кг⁰C);

W_сж - содержание воды, оставшейся в замороженной древесине в жидком состоянии, %;

г - скрытая теплота плавления льда, г = 335 кДж/кг;

t₀ - начальная температура древесины,⁰C;

t_НП - температура начального прогрева, ⁰C.

Для данного расчётного материала с_Б= 420 кг/м³, влажность W=75%.

Плотность древесины при начальной влажности W_Н определяем по формуле (2.18)[2] c.68:

(4.18)



кг/м³

Начальную температуру замороженной древесины при выполнении расчётов для зимних условий принимаем t₀=-20^oC. Значение начальной температуры для среднегодовых условий принимаем по приложению 7 [3] с. 94 в зависимости от региона, в котором планируется строительство цеха. Данный цех планируется строить в Могилёвской области, поэтому начальную температуру для среднегодовых условий принимаем t₀ =5,4⁰C. Температура начального прогрева былаопределена в подразделе 2.2 (табл.2.4) t_нп=82⁰C.

Значения удельной теплоёмкости c_(-), c₍₊₎ и c_Д определяем по диаграмме на рис. 2.3 [2] с.73. При этом среднее значение температуры древесины рассчитываем по формулам:

- при определении c_(-) - t = t₀ /2 = -20/2 = -10⁰C;

- при определении c₍₊₎ -t = t_НП /2 =82/2 = 41⁰C;

- при определении c_Д t = (t₀+ t_НП)/2 = (5,4+ 82)/2 = 43,7⁰C.

Тогда из диаграммы получаем:

c_(-)=2,2кДж/( кг· ⁰C);

c₍₊₎ =3,0 кДж/( кг· ⁰C);

c_Д = 3,05кДж/( кг· ⁰C).

По табл. 5 [2] с. 214 для t₀ =-20⁰C определяем содержание воды, оставшейся в замороженной древесине в жидком состоянии W_СЖ = 18 %.

Рассчитываем расход теплоты на начальный прогрев 1 м³ пиломатериалов:

§ для зимних условий:

кДж/м³;

§ для среднегодовых условий:

кДж/м³

Удельный расход теплоты при начальном прогреве, отнесённый к 1 кг испаряемой влаги, для зимних и среднегодовых условий рассчитываем по формуле (4.11) [3] с. 26:

-для среднегодовых условий.

- для зимних условий.

Секундный расход теплоты на начальный прогрев определяем для зимних условий по формуле (4.12) [3, с. 26]:

,

4.3.2 Расход теплоты на испарение влаги

Удельный расход теплоты на испарение 1 кг влаги рассчитываем для зимних и среднегодовых условий, используя формулу (4.13) [3] с. 26:

(4.20)

где I₀, d₀ - энтальпия и влагосодержание свежего воздуха, поступающего в сушильную камеру во время сушки, кДж/кг, г/кг;

c' - удельная теплоёмкость воды, кДж/(кг·⁰C);

t_м - температура смоченного термометра психрометра для режима сушки расчётного материала, ⁰C.

Значения энтальпии и влагосодержания воздуха, поступающего в сушильную камеру, зависят от принятого места их расположения, а также от сезона. В данном случае камеры устанавливаются вне помещения, который планируется строить в Могилевской области. Значения энтальпии и влагосодержания принимаем по приложению 7 [3] с. 94:

- для зимних условий I₀= - 6,5 кДж/кг, d₀ =2,4 г/кг;

- для среднегодовых условий I₀= 5,4 кДж/кг, d₀ =4,5 г/кг.

Удельную теплоёмкость воды принимаем c'=4,19 кДж/(кг·⁰C).

Температуру смоченного термометра психрометра определяем, используя табл.2.3.

t_м = t_c - ?t = 80 - 11= 69⁰C

кДж/кг;

кДж/кг.

Расход теплоты на испарение влаги из 1 м³ расчётного материала определяем для зимних и среднегодовых условий по формуле (4.14) [3] с.27:

q_исп'= q_исп•D₁, (4.21)

q_исп'^з= 2696·264,6 =713362кДж/м^3;

q_исп'^сг= 2674•264,6=707540кДж/м^3.

Расход теплоты в единицу времени на испарение влаги также рассчитываем для зимних и среднегодовых условий. При этом используем формулу (4.15) [3] с. 27:



Q_исп= q_исп•D_р (4.22)

для зимних условий:

Q_исп=2696•0,095 =256кВт;

для среднегодовых условий:

Q_исп=2674·0,095 =254 кВт.

4.3.3 Тепловые потери через ограждения

Тепловые потери через ограждения сушилки в единицу времени определяем, используя формулу (4,16) [3] с. 27:

Q_огр = ?F_i •K_Тi•(t_c - t₀) •10^-3, (4.23)

где F_i - площадь ограждений определённого вида, м²;

K_Тi- коэффициент теплопередачи соответствующего вида ограждений, Вт/(м²•⁰C);

t_c - температура среды в камере, ⁰C;

t₀ - расчётная температура наружного по отношению к камере воздуха, ⁰C.

Коэффициент теплопередачи всех видов ограждений будем определять по формуле (4.17) [3] с.28:

(4.24)

Где б_в, б_н - коэффициенты теплообмена внутренних и наружных поверхностей ограждений, Вт/(м²·⁰C);

д₁, д₂… д_n - толщина отдельных слоёв ограждений, м;

л₁, л₂… л_n - коэффициенты теплопроводности материалов соответствующих слоёв ограждений, Вт/(м · ⁰C).

Для выполнения расчёта необходимо знать коэффициент теплопроводности всех материалов, из которых сделаны ограждения, а также толщину отдельных слоёв ограждений. Значения коэффициента теплопроводности определяем по приложению 9 [3] с.95, толщину слоёв принимаем по рис. 4.

Рисунок 4.1 - Схема многослойного ограждения сушильной камеры:

а-панель сборной камеры, б-панель двери.

1- минераловатные прошивные маты;

2 -алюминиевая обшивка (д=1,0 мм);

3- листовой асбест (д=5,0 мм).

В качестве теплоизоляционного материала выбираем минераловатные прошивные маты. СООО «Монолитстройкомплект» предлагает маты прошивные М100. Это наиболее распространенный вид данного утеплителя. Это мягкий на ощупь материал желтоватого цвета. Плотность составляет 80-100 кг / куб. м. С его помощью можно изолировать поверхности, температура которых составляет -180…+700°С.

СООО “Монолитстройкомплект” - совместное белорусско-латвийское предприятие. Организация занимается торговой деятельностью на территории Республики Беларусь и Российской федерации и предлагает широкий спектр строительных материалов.

Коэффициент теплообмена внутренних поверхностей ограждений принимаем равным б_в=25 Вт/(м²·⁰C). В данном случае камеры устанавливаются в помещении цеха, коэффициент теплообмена наружных поверхностей для всех видов ограждений принимаем равнымб_н=12 Вт/(м²·⁰C).

Полученные сведения сводим в табл. 4.2.

Таблица 4.2 - Расчёт коэффициента теплопередачи

Вид ограждений	Материал	Толщина слоя, мм	Коэффициент теплопроводности, Вт/(м·0C)	Коэффициент теплообмена поверхности, Вт/(м2·0C)
				внутренней	наружной
Боковая стена	минераловатные прошивные маты алюминий	150 1,0	0,029 240	25	9
Задняя стена	минераловатные прошивные маты алюминий	150 1,0	0,029 240	25	9
Передняя стена	минераловатные прошивные маты алюминий	150 1,0	0,029 240	25	9
Дверь	минераловатные прошивные маты алюминий листовой асбест	150 1,0 5,0	0,029 240 0,35	25	9
Пол	минераловатные прошивные маты алюминий	150 1,0	0,029 240	25	9



Рассчитываем коэффициент теплопередачи для всех видов ограждений:

- стены:

- перекрытие:

- дверь:

Коэффициент теплопередачи пола принимаем равным половине коэффициента теплопередачи стены, т.е.:

Расчёты показывают, что значения коэффициента теплопередачи всех видов ограждений не превышают 0,7 Вт/(м²·⁰C). Следовательно, камера в дополнительном утеплении не нуждается.

Температуру среды в камере принимаем равной средней температуре агента сушки на входе и выходе из штабеля t_с=76,6⁰C.

Расчётную температуру наружного воздуха по отношению к камере, установленной в отапливаемом помещении, принимаем равнойt₀ =20 ⁰C, как для зимних, так и для среднегодовых условий.

Площадь ограждений сушильной камеры 3AS-6x3Aвысчитываем, зная размеры внутреннего пространства камеры (рис 4.2.).



Рисунок 4.2 - Эскиз внутреннего пространства камеры.

Площади ограждений сушильной камеры:

-задняя стена: S₁=7,03·4,8=35,04 м²;

-боковая стена: S₂=S₃=9·4,8=43,2 м²;

-перекрытие: S₅= 7,1·3,7 =26,27м²;

-пол: S₆=7,3·9=65,7м².

-откатная дверь: S₇=7,3·3,7=27,01 м²;

-передняя стена S₈=7,3·4,8-7,3·3,7=8,03 м².

Всю информацию, необходимую для расчёта тепловых потерь, обобщаем в табл. 4.3.

Таблица 4.3 - Тепловые потери через ограждения камеры

Наименование ограждений	Площадь, м2	Коэффициент теплопередачи, Вт/( м·0C)	Температура, 0C	Теплопотери, кВт
			средняя в камере	наружная	Qогр.i	Qогр.
Зимние условия
Задняя стена	35,04	0,188	76,6	20	0,37	2,51
Передняя стена	8,03	0,188		20	0,085
Боковая стена (2 шт.)	43,2	0,188		20	0,92
Перекрытие	26,27	0,188		20	0,28
Пол	65,7	0,094		2	0,46
Дверь	27,01	0,257		20	0,39
Среднегодовые условия
Задняя стена	35,04	0,188	76,6	20	0,37	2,46
Передняя стена	8,03	0,188		20	0,085
Боковая стена (2шт.)	43,2	0,188		20	0,92
Перекрытие	26,27	0,188		20	0,28
Пол	65,7	0,094		10	0,41
Дверь	27,01	0,257		20	0,51

Рассчитываем величину теплопотерь через все виды ограждений для зимних и среднегодовых условий:

- 3адняя стена:

Q_огр1 =35,04·0,188·(76,6-20)•10^-3=0,37 кВт;

- передняя стена со стороны двери:

Q_огр2= 8,03•0,188•(76,6-20) •10^-3=0,085 кВт;

- боковая стена (2 шт.):

Q_огр3 =2·43,2·0,188·(76,6-20)•10^-3=0,92 кВт;

- перекрытие:

Q_огр4 =26,27·0,188·(76,6-20)•10^-3=0,28 кВт;

- пол:

Q^з_огр5 =65,7·0,094·(76,6-2)•10^-3=0,46 кВт;

Q^сг_огр5=65,7·0,094·(76,6-10)•10^-3=0,41 кВт

- откатная дверь:

Q_огр6 =27,01·0,257·(76,6-20)•10^-3=0,39 кВт;

Суммарные тепловые потери через ограждения сушилки составят:

- для зимних условий:

Q^з_огр = ? Q^з_огрi = 0,37+0,92+0,28+0,46+0,39+0,085=2,51 кВт;



- для среднегодовых условий:

Q^сг_огр = ? Q^сг_огрi =0,37+0,92+0,28+0,41+0,39+0,085=2,46 кВт.

Результаты расчётов вносим в табл. 4.3.

Удельный расход теплоты на потери через ограждения в пересчёте на 1 кг испаряемой влаги определяем для зимних и среднегодовых условий по формуле (4.18) [3] с. 30:

(4.25)

кДж/кг;

кДж/кг.

В пересчёте на 1 м³ расчётных пиломатериалов по формуле (4.19) [3] с. 30, тепловые потери через ограждения составляют:

q_огр'= q_огр•D₁, (4.26)

q_огр'^з=47,66•264,6=12611кДж/м³;

q_огр'^сг= 46,71•264,6=12359 кДж/м³.

4.3.4 Суммарный расход теплоты

Определение суммарного удельного расхода теплоты на сушку также производим для зимних и среднегодовых условий. При этом используем формулу (4.20) [3] с. 30:



q_суш= (q_пр+ q_исп+q_огр)•C₁, (4.27)

где C₁ - коэффициент, учитывающий дополнительный расход теплоты на начальный прогрев ограждений камеры, транспортных средств, оборудования и др.

Принимаем C₁ = 1,1 т.к. камера 3AS-6x3Aустановлена в отапливаемом помещении, а загрузка и разгрузка производится автопогрузчиком.

q^з_суш= (806,5+ 2696+47,66)•1,1=3905 кДж/кг;

q^сг_суш= (649+ 2726+46,71)•1,1=3764 кДж/кг.

Расчёт расхода теплоты на 1 м³ расчётного материала выполняем только для среднегодовых условий по формуле (4.21) [3] с. 31:

q_суш'= q_суш·D₁, (4.28)

q_суш'= 3764·264,6=995954 кДж/м³

Результаты расчёта расхода теплоты на сушку обобщаем в табл. 4.4.

Таблица 4.4 - Расход теплоты на сушку

Статья расхода теплоты	Зимние условия	Среднегодовые условия
	На 1 м3 древесины	На 1 кг испаряемой влаги	За 1с	На 1 м3 древесины	На 1 кг испаряемой влаги	За 1с
Прогрев материала	213389	806,5	724,2		649	-
Испарение влаги	713362	2696	256	707540	2726	254
Потери через ограждения	12611	47,66	2,51	12359	46,71	2,46
Расход теплоты на сушку	-	3905	-	995954	3764	-



4.4 Определение расхода теплоносителя

В качестве теплоносителя в камере 3AS-6x3Aиспользуется насыщенный водяной пар. Расход насыщенного водяного пара на сушку 1 м³расчётных пиломатериалов определяем для среднегодовых условий по формуле (4.23) [3] с. 31:

(4.29)

где -энтальпия сухого насыщенного пара и энтальпия кипящей воды, кДж/кг.

кДж/кг; кДж/кг.

кг/м³.

Часовой расход пара на 1 камеру в период прогрева и сушки рассчитывают для зимних условий по формулам (4.26) и (4.27) [3] с. 32:

(4.30)

(4.31)

кг/ч;

кг/ч.

Часовой расход пара на сушильный цех также рассчитываем для зимних условий, используя формулу (4.28) [3] с. 29:



(4.32)

где - N_пр ,N_суш - количество камер, в которых одновременно идёт прогрев и сушка материала, соответственно, шт.

Определяем количество камер, в которых одновременно идет прогрев и сушка пиломатериалов. Для этого применяем формулы (4.29) и (4.30) [3] с. 32:

(4.33)

(4.34)

где N - количество камер в цехе, шт.

Количество камер 3AS-6x3Aв цехе было рассчитано в разделе 3.2:

N=14 шт.

шт.

шт.

Рассчитываем часовой расход пара на сушильный цех для зимних условий:

кг/ч;

Годовой расход пара на сушку всего заданного объёма пиломатериалов т/год определяем для среднегодовых условий по формуле (4.32) [3] с. 32:

(4.35)

где Ф - суммарный объём фактически выпущенных пиломатериалов заданных размеров и пород (значения объёмов заданных пиломатериалов приведены в табл. 3.4), м³ /год;

с_ф3 - поправочный коэффициент, учитывающий увеличение расхода пара при сушке пиломатериалов, сохнущих медленнее расчётного материала.

Суммарный объём заданных пиломатериалов составляет:

Ф =9380+7370+8040+6700=31490 м³ /год.

Коэффициент с_ф3 определяем по табл. 4.4 [3 с. 33] в зависимости от величины отношения средней продолжительности цикла сушки фактических пиломатериалов к продолжительности цикла сушки расчётного материала (табл. 3.2). Значение ф_ц.ср. рассчитываем по формуле (4.33) [3] с. 33:

(4.36)

где ф_ц.i. - продолжительность цикла сушки заданных пиломатериалов, ч;

Ф_i - объём заданных пиломатериалов, м³ /год.

суток.

Для расчётного материала определяем отношение:

ф_ц.ср./ф_ц=217,5/51,3=4,24.

Для которого значение поправочного коэффициента - с_ф3 =1,648

Годовой расход пара равен:

т/год.

Результаты расхода теплоносителя обобщаем в табл. 4.5.

Таблица 4.5-Расход теплоносителя

Расход теплоносителя	Для зимних условий	Для среднегодовых условий
На сушку 1 м3 расчётных материалов, кг/ м3	-	456,6
Часовой на 1 камеру, кг/ч: - в период прогрева - в период сушки	1501 536	- -
Часовой на сушильный цех	10399	-
Годовой на цех, т/год	-	23695,5

4.5 Расчёт калориферов

4.5.1 Характеристика калориферов

Принимаем к установке в сушильной камере компактные калориферы, обогреваемые паром, КПС-П.

Паровой калорифер представляет собой замкнутую систему соединяющихся металлических трубопроводов, омываемых снаружи циркулирующим сушильным агентом, а изнутри обогреваемых паром.

Основные размеры и технические характеристики калориферов приведены в приложении 11 [3, c. 97], где их размерные характеристики указаны в соответствии с рис. 4.3.

Рисунок 4.3 - Компактный калорифер



Компактный калорифер состоит из двух распределительных коробок (коллекторов), соединяемых оребрёнными трубами. Стенки коллекторов с отверстиями, куда ввальцовываются трубки, называются трубными решётками. Пар подается через входной патрубок и, проходя по трубкам, нагревает через поверхность их оребрения воздух, продуваемый перпендикулярно трубкам. Отработавший теплоноситель удаляется через выходной патрубок. Воздушный поток, проходящий через калорифер, ограничен с двух сторон коллекторами, а с других двух сторон - боковыми щитками . К щиткам и коллекторам крепятся фланцы, к которым при необходимости присоединяют воздуховоды.

4.5.2. Выбор места установки и компоновка калориферов

Местом установки компактных калориферов является циркуляционный канал между горизонтальным экраном и боковой стеной, размеры поперечного сечения которого составляют 8,8Ч1 м. Паровые калориферы следует устанавливать с горизонтальным расположение нагревательных трубок. Для того чтобы это было возможно, ширина калорифера должна быть меньше ширины циркуляционного канала, т.е А₃ <1000 мм. Согласно приложению 11[3] с.97. Он имеет ширину Б₂ = 575 мм, А₃= 925 мм.

Таким образом, по ширине циркуляционного канала может поместиться следующее количество калориферов:

шт.

Учитывая, что в камере установлено 7 вентиляторов, принимаем количество калориферов n_к=14, кратное количеству вентиляторов.

Вычерчиваем схему поперечного сечения циркуляционного канала и предполагаемую компоновку в нем калориферов (рис. 4.4).



Рисунок 4.4-Поперечное сечение канала для установки калориферов КПБ-П.

Принимаем для установки калориферы КПБ-П №8.

Таблица 4.6.Размеры и характеристика парового компактного калорифера КПС-П

Номер калорифера	Размеры, мм	Площадь поверхности нагрева,м2	Площадь fфр,м2
	А	А3	Б	Б2
8	780	925	503	575	22,4	0,392

По формуле (4.35) [3] с. 37 рассчитываем скорость сушильного агента во фронтальном сечении калорифера:

(4.37)

Поскольку выполняется условие , делаем вывод, что номер калорифера выбран правильно.

4.5.3 Расчет тепловой мощности калориферов

Тепловую мощность выбранных калориферов будем рассчитывать по формуле (4.41) [3] с. 38:



Q_у=, (4.38)

где К_тп - коэффициент теплопередачи калорифера, (Вт/( м·⁰C);

F - площадь поверхности нагрева калорифера, м²;