2.5 Расчёт приточного – вытяжных каналов

а) Удельная масса свежего и отработавшего воздуха

q₀ = ,

где d₀ – влагосодержание свежего воздуха, г/кг.

q₀ = = = 12, 35 г/кг.

Вентиляция рассчитывается для летних условий (t₀ = 20⁰), для которых d₀ = 10…12 г/кг при поступлении свежего воздуха из помещения цеха или сна­ружи.

б) Объём свежего V₀ и отработавшего V₂ воздуха определяют по формулам:

V₀ = q₀*M_P*₀, м³/с;

V₂ = q₀*M_P*₂, м³/с,

где ₀ – удельный объём свежего воздуха, м³/кг.

₂ – удельный объём отработавшего воздуха, м³/кг.

Удельный объём ₂ указан в таблице 5, а удельный объём ₀ = 0,85…0,87 м³/кг при t₀ = 20

V₀ = 12,35*0,07*0,87 = 0,75 м³/с

V₂ = 12,35*0,07*1,1 = 0,95 м³/с

в) Площадь сечения приточно – вытяжных каналов определяется по формуле:

F_КАН = , м²,

где - скорость движения приточного и отработанного агента ушки в каналах, м/с.

Принимается для воздуха в пределах 3…9 м/с., для перегретого пара до 15 м/с. Приточно - вытяжные каналы (каналы) могут быть круглой, квадратной или прямоугольной формы. Зная F_КАН, легко установить размеры (диаметр, стороны квадрата или прямоуголь­ника).

При круглой форме диаметр канала вычисляется по формуле:

d_КАН. = , м

F_КАН = = 0,105 м²

d_КАН = = = = 0,37 м.

2.6 Расчёт расхода тепла на сушку

Расход тепла на сушку складывается из затрат тепла на прогрев материала, испарение из него влаги и на теплопотери через ограждения камеры.

а) Расход тепла на прогрев 1 м³ древесины определяется по формуле:

q _ПР.1М³ = q_ПР.1КГ.* _WH ,кДж/м³,

где q_ПР.1КГ – затраты тепла на прогрев 1 кг. влажной древесины, кДж/кг.

_WH – плотность древесины расчётного материала при заданной начальной влажности, кг/м³.

q_ПР.1М³ = 165*650 = 107250 кДж/м³

б) Удельный расход тепла на начальный прогрев древесины ( на 1 кг. подлежащей испарению влаги).

q _ПР.ЗИМ. = , кДж/кг.вл.

q _{ПР.ЗИМ..} = = 268,53 кДж/кг.вл.

в) Расход тепла на прогрев древесины в камере в секунду для зимних условии.

Q_ПР.ЗИМ. =, кВт.,

где - объём прогреваемого материала, м³. В камерах периодического действия равна вместимости камеры, т.е. ёмкости всех штабелей в камере.

- продолжительность начального прогрева древесины, ч (см. пункт 2)

Q_ПР.ЗИМ. = = = 184,06 кВт.

г) Удельный расход тепла на испарение 1 кг. влаги определяется:

• при низкотемпературном процессе сушки (режимы М,Н,Ф)

q_ИСП. = 1000* - C_B*t_М, кДж/кг.вл.,

где - тепло – и влагосодержание отработавшего воздуха, выбрасываемого из камеры (см. табл.5)

J₀,d₀ – тепло – и влагосодержание свежего воздуха, поступающего в камеру. При поступлении воздуха из коридора управления допустимо принять d₀ = 10…12 г/кг. J₀ = 46 кДж/кг.;

С_В – удельная теплоёмкость воды. С_В = 4,19 кДж/(кг. град);

q_ИСП. = 1000* - 1 = 1000* - 1 = 1000*2,65-1 = 1000*1,65 = 1650 кДж/кг.вл.

д) Расход тепла в камере на испарение влаги в секунду.

Q_ИСП. = q_ИСП.* М_Р, кВт.,

где М_Р – расчётное количество испаряемой влаги, кг/с

Q_ИСП. = 1650*0,07 = 115,5 кВт.

е) Расчёт потерь тепла через ограждения камеры (крайней в блоке) в секунду выполняется для каждого ограждения отдельно по формуле.

Q _{ОГР.ЗИМ.} = F*K*(t_КАМ..- t_РАСЧ..)*С*10^-3, кВт.,

где F площадь поверхности ограждения, м²

К - коэффициент теплопередачи данного ограждения, Вт/(м².град). Значения К принимаются по приложению.

t_КАМ. – температура агента сушки в камере определяется как среднее значение температур на входе и выходе из штабелей, т.е.

t_КАМ. = ,

t_КАМ = = 59

t_РАСЧ – расчётная температура вне камеры для зимних условий,

Если ограждении располагаются внутри здания сушильного цеха, то t_расч. принимается 15 – 20⁰. Если же они соприкасаются с наружным воздухом, то t_расч. определяется по климатиче­ским таблицам (см. приложение.)

С – коэффициент увеличения теплопотерь, равный 1,5 - при мягких режимах сушки, 2 – при нормальных, форсированных и высокотемпературных.

Расчёт теплопотерь через ограждения камеры сводятся в таблицу 6. Q _{ОГР.ЗИМ.} (наружная боковая стена) = 43,21,23 (85-20)210^-3 = 6,8кВт. Q _{ОГР.ЗИМ.} (торцовая задняя стена) = 18.721,23 (85-20)210^-3 = 2.9 кВт. Q _{ОГР.ЗИМ.} (торцовая передняя стена (без двери)) = 8.821.23 (85-20)210^-3 = 1.4кВт. Q_{ОГР.ЗИМ.}(потолок) = 62.41.23 (85-20)210^-3=9.9кВт. Q_{ОГР.ЗИМ.} (пол) = 12407 (85-20)210^-3 = 11.8кВт. Q_{ОГР.ЗИМ.}(дверь) = 91.23(85-20)210^-3 = 1.5кВт. Таблица 6: «Потери тепла через ограждения камеры»

Название огражде­ния		F			К Bm/(H2град)	tкам	tрасч.	tкам–tрасч	Ко­эффи- циент С	Q ОГР.ЗИМ.
		Расчётная формула		Значение м2
Наружная боковая стена		L*H		43.2	1.23	85	20	65	2	6.8
Торцовая задняя стена		B*H		18.72	1.23	85	20	65	2	2,9
Торцовая передняя стена (без двери)		B*H-b*h		8,82	1.23	85	20	65	2	1,4
Потолок		B*L		62.4	1.23	85	20	65	2	9,9
Пол		1,5 (L*2B)		124	0,7	85	20	65	2	11,8
Дверь		b*h		9.9	1.23	85	20	65	2	1,5
______	________		______		________	___	_____	______	______	∑ = 15,15

3600м

3000м

12000м

5200ме 3300

Потери тепла через смежные (междукамерные) стены в расчёт не принимаются. Чтобы правильно определить расчётную температуру для всех ограждающих поверхностей, необходимо выбрать возможный вариант планировки камер в цехе.

Для определения коэффициента теплопередачи ограждений необходимо знать их конструкцию, т.е. толщину и материал. Толщина наружных стен стационарных лесосушильных камер рекомендуется в два (510 мм) или в два с половиной (640мм) кирпича, а внутренних между смежными камерами – полтора кирпича (380 мм). Ограждения сборнометаллических камер изготавливаются в виде щитов толщиной 120- 130 мм с каркасом из профильной стали, с двухсторонней обшивкой их листовым металлом толщиной 2 мм и заполнением теплоизоляцией (шлаковата, стекловата, асбеста и т.п.). Значения коэффициента теплопередачи кирпичных стен, потолка (из железобетонных плит с утеплителями), дверей, ограждений сборных камер указаны в приложении).

Для камер любых конструкций в настоящее время рекомендуется каркасные (из профильной стали) дверей, прокатные листами нержавеющего металла с теплоизоляцией между ними. С целью облегчения конструкции дверей их толщина может быть 80-100мм с дополнительной теплоизоляцией (например, слой листового асбеста толщиной 4-5 мм). Для таких дверей следует принимать К = 0,6 Вт/ (м². град.).

Коэффициент теплопередачи пола принимается равным половине значение коэффициента теплопередачи наружной стены. При расчёте площади пола ширина внешней зоны теплопотерь через фундаменты принимаются равной 1,5м. Теплопотери через ограждения камеры ∑ Q _{ОГР. ЗИМ.} находятся путём суммирования потерь через все ограждающие конструкции.

ж) Удельный расход тепла на потери через ограждения.

q _{ОГР.ЗИМ.} = , кДж/кг.вл.

q_{ОГР.ЗИМ.} = = 216,43 кДж/кг.вл.

З) Суммарный удельный расход тепла на сушку для зимних условий.

q_ЗИМ = ( q_ПР.ЗИМ. + q _ИСП. + q _{ОГР.ЗИМ.}) * С₁, кДж/кг. вл.

С₁ – коэффициент учитывающий дополнительный расход тепла на подогрев оборудования, периодически охлаждённых элементов ограждений и пр. С₁ = 1,1…1,3