Высокотемпературная сушка

Типично высокотемпературный (t_м = 100 °С) процесс сушки в чистом перегретом паре сырых (W_H > W_nH) пиломатериалов толщиной S = 15...25мм (рис. 4.4, а) характеризуется: в периоде прогрева (на рис. 4.4, б участок ОА) быстрым подъёмом температуры и давления; в I периоде сушки (АБ) – выкипанием свободной влаги при температуре центра сортимента t_ц = 100 °С и молярным влагопереносом при устойчивом избыточном давлении Р_ц, во II периоде сушки (БВ) – (с момента W_ц = W_ПГ) – быстрым затуханием интенсивности сушки (при Р_ц → 0, t_u → t _c), лимитируемой влаго- и термовлагопроводностью.

Квазивысокотемпературные процессы характеризуются (рис. 4.5):

при W_ц < W_ПГ – отсутствием участка постоянной температуры (кривая 1);

при Wц > W_ПГ и S = 3.. .6 мм – стабилизацией температуры на двух уровнях: t_ц = t_м < 100 °С и t_ц =100 °С (кривая 2);

при S < 2 мм – стабилизацией t_ц на уровне t_м < 100 °С (кривая 3).

Уравнение продолжительности высокотемпературной сушки на первом этапе τ₁, с, когда выкипает свободная влага (до W_K = 20 %), весьма просто получается из отношения количества тепла, затрачиваемого на выпаривание влаги из половины объёма сортимента FS/2, равного

к мощности теплопередачи через слой толщиной в среднем S/4, (равной

Оптимальная продолжительность сушки пиломатериалов

Оптимальная, обеспечивающая целостность пиломатериалов, продолжительность конвективной сушки τ₀, с, по И.М. Меркушеву пропорциональна величине снижения их влажности ∆W = W_Н – W_K (%), четвёртой степени базисной плотности ρ₀ (кг/м³), квадрату толщины а и ширины в (м) и обратно пропорциональна неполному квадрату их суммы, температуре сушильного агента t (°С) и температуре высушиваемого материала t_M (°С) и ориентировочно может быть подсчитана по формуле

Параметры сушильного агента

Основными агентами обработки (т.е. средой, воздействующей на материал) в процессе конвективной сушки в лесосушильных камерах являются влажный воздух, пере­гретый пар и их смеси с топочными газами. Влажный воз­дух характеризуется температурой t, температурой предела охлаждения при испарении, измеряемой смачиваемым термометром t_M, их психрометри­ческой разностью ∆t = t – t_M, относительной влажностью φ = р_n/р_н, числен­но равной отношению парциального давления водяного пара в воздухе к дав­лению его насыщения при данной температуре – φ = р_n/р_н влагосодержанием – массой пара (г), приходящегося на 1 кг сухой части воздуха

приведенным объёмом

теплосодержанием паровоздушной смеси J, кДж/кг сух. возд.

Теплосодержание сухого воздуха J_B равно его энтальпии, т.е. внутренней энергии I кг воздуха при данной температуре

где С_в – удельная теплоёмкость – теплота нагрева на 1 °С одного кг воз­духа, равная 1 кДж/кг/К.

Теплосодержание пара в воздухе

Здесь энтальпия пара

где r₀ – скрытая теплота парообразования, т.е. энергия, подводимая к 1 кг воды для превращения её, в пар или выделяемая 1 кг пара при его конден­сации: при 0°С r₀ = 2490 кДж/кг; С_П – уд ельная теплоёмкость пара: С_П = 1,93 кДж/кг/К. Таким образом, теплосодержание влажного воздуха

Вдаго- и теплосодержание топочных газов зависит от относительной влажности древесного топлива – процентного отношения массы влаги в древесине т_в к её общей массе т_нач:

коэффициента избытка воздуха, подаваемого в топку L, кг возд./кг топл., по отношению к массе воздуха, теоретически необходимого для полного сгорания 1 кг топлива L₀, кг возд./кг топл.

и параметров подаваемого в топку атмосферного воздуха а₀, J₀:

где Q – теплота сгорания топлива, кДж/кг; т) – к. п. д. топки; α – коэффициент избытка воздуха; L₀ – количество воздуха (по массе его сухой части), теоретически необ­ходимое для сжигания топлива, кг /кг; d₀ – тепло- и влагосодержание наружного (подаваемого в топку) воздуха; q_cr – количество топочных газов, образующихся при сжигании 1 кг топ­лива, кг/кг сух. газ; q_n – масса пара, образующегося при сжигании топлива, кг/кг.