2.8 Определение расхода тепла на сушку

Расход тепла на сушку складывается из затрат тепла на прогрев материала, испарение 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.

2.8.1. Определение расхода тепла на прогрев древесины

1. Для зимних условий, кДж/м³,

, (2.27)

где ρ_W – плотность древесины расчетного материала при заданной начальной влажности

W_н, кг/м³;

ρ_б – базисная плотность древесины расчетного материала, кг/м³;

W_н – начальная влажность расчетного материала, %;

W_г.ж – содержание не замерзшей гигроскопической влаги, %;

с_(-) – средняя удельная теплоемкость при отрицательной температуре, кДж(кг · ºС);

с₍₊₎ – средняя удельная теплоемкость при положительной температуре, кДж(кг · ºС);

t_пр – начальная расчетная температура для зимних условий, ºС;

t₀ – температура древесины при ее прогреве, ºС;

γ – скрытая теплота плавления льда, кДж/кг.

Плотность древесины расчетного материала ρ_W, кг/м³, при заданной начальной влажности W_н, % находится по диаграмме 12, с.34 /2/. Зная начальную влажность древесины

( в данном случае пихты) из спецификации W_н = 110 % и базисную плотность древесины (пихты) табл.1.2, с.9 /1/ ρ_б = 400 , кг/м³, получаем плотность древесины расчетного материала ρ_W = 835 кг/м³.

Расчетная температура для отопления в городе Владивосток определяется по таблице 2.5, с.39/1/.

По графику 2.3, с.37 /1/, определяем содержание незамерзшей связанной влаги, %. Принимаем температуру t₀ = -24 ºС. Следовательно, содержание незамерзшей связанной влаги W_г.ж = 12 %. Принимаем скрытую теплоту плавления льда γ = 335 кДж/кг по рекомендациям на с.37 /1/.

Пор таблице 2.4, с.38 /1/ определяем температуру среды при прогреве пиломатериалов. Для мягкого режима и толщины древесины S = 19 мм температура t_пр = 67 ºС.

Средняя температура древесины, ºС,при средней удельной теплоемкости при отрицательной температуре с_(-),кДж/(кг · ºС), находится по формуле на с.38 /1/

, (2.28)

где t₀ – расчетная температура древесины, ºС.

Подставляем известное значение в формулу (2.28)

ºС.

Средняя температура древесины, ºС,при средней удельной теплоемкости при положительной температуре с₍₊₎,кДж/(кг · ºС), находится по формуле на с.38 /1/

, (2.29)

где t_пр –температура древесины при ее нагреве, ºС.

Подставляем известное значение в формулу (2.29)

ºС.

Удельная теплоемкость древесины определяется по рисунку 13, с.34 /2/.

Получаем с_(-) = 3,08 кДж/(кг · ºС) и с₍₊₎ = 3,18 кДж/(кг · ºС).

Подставляем известные значения в формулу (2.27)

кДж/м³.

2. Для среднегодовых условий, кДж/м³,

, (2.30)

где ρ_W – плотность древесины расчетного материала при заданной начальной влажности

W_н, кг/м³;

с₍₊₎ – средняя удельная теплоемкость при положительной температуре, кДж(кг · ºС);

t_пр – начальная расчетная температура для зимних условий, ºС

t₀ – среднегодовая температура древесины, ºС;

По таблице 2.5, с.39 /1/ находим среднюю годовую температуру для города Томск,

t₀ = -0,8 ºС.

По формуле на с.38 /1/ находим среднюю температуру древесины

, (2.31)

где t_пр –температура среды при прогреве пиломатериалов, ºС

t₀ – среднегодовая температура древесины, ºС.

Подставляем известные значения в формулу (2.31)

ºС.

Удельная теплоемкость древесины при положительной температуре с₍₊₎, кДж(кг · ºС) определяется по диаграмме на (рис.13), с.34 /2/.

Удельная теплоемкость древесины при положительной температуре с₍₊₎ = 3,29 кДж(кг · ºС)

Подставляем известные значения a формулу (2.30)

кДж/м³.

Удельный расход тепла, кДж/кг, при начальном прогреве на 1 килограмм испаряемой влаги для зимних условий определяется по формуле (2.37), с.39 /1/

, (2.32)

где q_пр – расход тепла на начальный прогрев одного м³ древесины, кДж/м³;

т – масса влаги испаряемой из одного м³ древесины, кг/м³.

Подставляем известные значения в формулу (2.32)

кДж/кг.

Удельный расход тепла, кДж/кг, при начальном прогреве на 1 килограмм испаряемой влаги для среднегодовых условий определяется по формуле (2.32)

кДж/кг.

Общий расход тепла на камеру при начальном прогреве, кВт, определяется по формуле (2.38), с.39 /1/

, (2.33)

где q_пр – расход тепла на начальный прогрев одного м³ древесины, кДж/м³;

Е – вместимость камеры, м³;

τ_пр – продолжительность прогрева, ч.

Принимаем продолжительность прогрева для зимних условий τ_пр = 1,75 часов по рекомендациям на с.39 /1/.

Подставляем известные значения в формулу (2.33)

кВт.

Принимаем продолжительность прогрева для лентих условий τ_пр = 1,25 часов по рекомендациям на с.39 /1/.

Подставляем известные значения в формулу (2.32)

кВт.