2. Связь между равновесной влажностью древесины и состояниемвоздуха

показывает диаграмма, приведенная на рисунке 1

Пример

Задание:

При заданных температуреt= 20°С и степени насыщенности воздуха (относительной упругости пара)φ= 0,6 найти равновеснуюW_p, устойчивую влажность десорбцииW_у.д.и устойчивую влажность сорбцииW_у,с,древесины. Решение:

1. На диаграмме равновесной влажности (рисунок 1) на пресечении температурыtи относительной упругости параφ находим точку, которая оказывается расположенной между двумя наклонными прямымиW_p = 11 % и

W_p = 12 %. Восстанавливая значения в точке, принимаемW_p = 11,2 %.

3. Расчет поверхности нагрева калориферов

Пример Расчет поверхности нагрева калориферов из чугунных ребристых труб

Поверхность нагрева калориферов рассчитывают по уравнению

F= Q Сз / К (tт – tс) ,

Где: Q –тепловая мощность, ккал/час

Тепловая мощность задана в квт, её необходимо перевести в ккал/час (1 ккал/час = 1,1630 вт, а 1 квт = 1000 вт, то 1 квт = 1 х 1000 /1,163

Сз–коэффициент запаса, принимаемый от 1,15-1,3, в зависимости от состояния теплоотдающей поверхности (загрязненность ,коррозия)

tт- температуры теплоносителя ºС (воды )дана в задании

tс-температуры агента сушки ºС(воздуха) дана в задании

К-коэффициент теплопередачи калорифера, ккал/м²час ºС

Коэффициент теплопередачи зависит от типа и конструкции калорифера, от скорости циркуляции и направления агента теплоносителя в калорифере, от термодинамическихсв-в теплоносителя и нагреваемой среды.

К – для калориферов из чугунных ребристых труб при принудительной циркуляции определяется по графику (рис 2-10) в зависимости от расположения труб (шахматном, коридорном, однорядном)

Для графика необходимо определить

приведенную скорость агента ώ0 которая определяется из соотношения

ώ0= ώ Y / 1.25 м/сек

Где ώ –действительная расчетная скорость агента сушки при проходе через калорифер, м/сек (дана в задании)

Y – удельный вес циркулирующего через калорифер агента сушки (при заданных температуре воздуха и относительной влажности определяется по Id –диаграмме) кг/м³

Приложение 3 (П.В.Соколов. Проектирование сушильных и нагревательных установок для древесины. Стр 321)

Рисунок расположения калориферов из чугунных ребристых труб в сушильной камере

-1 шахматное расположение,

-2 коридорное расположение,

-3 однорядное расположение.

Рис 2-10 (П.В.Соколов Проектирование сушильных и нагревательных установок для древесины)стр 43.

Г)График для определения коэффициента теплопередачи К калорифера из чугунных ребристых труб:1 –при шахматном; 2- при коридорном; 3- при однорядном расположении труб.

Д) График для определения сопротивления движению воздуха одного ряда чугунных труб,1-при шахматном . 2- при коридорном расположении труб.

ПримерРасчет поверхности нагрева пластинчатых калориферов

Поверхность нагрева калориферов рассчитывают по уравнению

F= QСз / К (tт – tс),

Где: Q –тепловая мощность, ккал/час

Тепловая мощность задана в квт, её необходимо перевести в ккал/час (1 ккал/час = 1,1630 вт, а 1 квт = 1000 вт, то 1 квт = 1 х 1000 /1,163

Сз–коэффициент запаса, принимаемый от 1,15-1,3, в зависимости от состояния теплоотдающей поверхности (загрязненность ,коррозия)

tт- температуры теплоносителя ºС (воды )дана в задании

tс-температуры агента сушки ºС(воздуха) дана в задании

К-коэффициент теплопередачи калорифера, ккал/м²час ºС

Коэффициент теплопередачи зависит от типа и конструкции калорифера, от скорости циркуляции и направления агента теплоносителя в калорифере, от термодинамическихсв-в теплоносителя и нагреваемой среды.

К – для калориферов пластинчатых определяется по таблице 2-11,

по весовой скорости ώв

ώв = ώ Y

Где ώ –действительная расчетная скорость агента сушки при проходе через калорифер, м/сек (дана в задании)

Y – удельный вес циркулирующего через калорифер агента сушки (при заданных температуре и относительной влажности определяется по Id –диаграмме) кг/м³

Приложение 3 (П.В.Соколов. Проектирование сушильных и нагревательных установок для древесины. Стр 321)

Коэффициенты теплопередачи К ккал/м²час ºС ), и сопротивление одного ряда калориферов, кг/м²

Весовая скорость воздуха, ώвкг/(м2·с)	Коэффициент теплопередачи К, ккал/м²час ºС при теплоносителе				Сопротивление одного ряда калориферов, кг/м²моделей
	пар	Вода при скорости её движения по трубам (м/сек)			С	Б
		0,01	0,1	0,3
4	17,9	9,0	15,1	19,3	2,4	3,0
5	19,7	9,6	16,0	20,5	3,6	4,4
6	21,2	10,1	16,9	20,9	4,8	6,0
7	22,6	10,7	17,8	22,8	6,4	7,8
8	24,0	11,0	18,5	23,6	7,8	9,8
9	25,1	11,5	19,2	24,6	9,6	11,7
10	26,3	11,8	19,8	25,2	11,5	14,0
11	27,4	12,4	20,7	26,5	13,6	16,8
12	28,4	12,5	21,0	26,8	15,5	20,0
13	29,4	12,8	21,4	27,4	20,0	22,2
14	30,3	12,9	21,9	27,9	21,5	25,0

Варианты домашней контрольной работы

Вариант 1

1.Воздух с исходными параметрами в точке 1: температура t₁ = 80ºС, относительная влажность φ₂ = 0,3 испаряет влагу до t₂ = 60ºС Определить по Id – диаграмме параметры : температуры t₂, :относительную влажность φ₂, влагосодержание d₂ и энтальпию I₂.

2.Принцип построения рациональных режимов сушки.

3.Конструкции стационарных и сборных камер периодического действия, рекомендуемых к применению в настоящее время.

4.Виды термометров, применяемых в сушильной технике.

5.Механизмы, применяемые для выполнения транспортных операций в сушильных камерах.

6.Определитьповерхность нагрева калориферов из чугунных труб при однорядовом их расположении, для поддержания в камере t =80 ºС, относительной влажности φ = 0,7, температуре теплоносителя t =100 ºС необходима тепловая мощность 350квт. Скорости агента сушки через калорифер 5 м/сек. Давление пара на входе в камеру 0,5 МПа.

7.Тепловое оборудование сушильных камер.

Вариант2

1.Дано температура сухого термометра =80ºС, Влагосодержание 70 г/кг

Графически определить параметры воздуха наId – диаграмме:

относительную влажность φ, давление Р, теплосодержание (энтальпию) I.

2.Что такое усушка , Как определить припуск на усушку?

3.Внутренние напряжения в древесине возникающие при сушке пиломатериала. Причины возникновения внутренних напряжений

4.Расчитать поверхность нагрева пластинчатых калориферов, если для поддержания в камере t =80 ºС, температуре теплоносителя t =100 ºС, относительной влажности φ = 0,6 необходима тепловая мощность 200кВт температура теплоносителя 100 ºС.Скорость агента сушки через калорифер 8,0 м/сек. Давление пара на входе в камеру 0,5 МПа

5. Камеры с естественной циркуляцией.

6.Манометрические термометры применяемые в сушильных камерах

7.Вентиляторы применяемые в сушильных камерах.

Вариант 3

1.Воздух с параметрами температура=75 ºС Относительная влажность=0,5. подогревается до температуры =85ºС. Определить графически степень насыщенности и энтальпию подогретого воздуха.

2.Понятие о равновесной влажности древесины. Определить графически по диаграмме равновесной влажности - равновесную влажность древесины если температура в камере =25 ºС, относительная влажность φ=0,4.

3.С чем связана опасность появления поверхностных трещин в пиломатериале при сушке.

4.Расчитать поверхность нагрева калориферов из чугунных ребристых труб при последовательном прохождении воздуха со скоростью 2,5м/сек, если для поддержания в камере темпер=80 ºС, температуре теплоносителя t =100 ºС и относит влаж.=0,65 необходима тепловая мощность 200квт. давление пара на входе в камеру 0,4 МПа.

5.Области применения сушильных камер периодического действия и непрерывного действия. Типы камер, рекомендуемых к применению.

6.Методы измерения влажности древесины.

7.Основные правила формирования сушильных штабелей.

Вариант 4

1.Насыщенным водяным паром воздух с темпер. 50 ºС,φ=0,4.подогревается до 90. ºС

Определите графически, как изменится его степень насыщенности φи энтальпияI_..

2.Понятие о пределе гигроскопичности древесины.

3.Как установить наличие внутренних напряжений в древесине.

4.Подберите оптимальный номер центробежного вентилятора

ЦН-70, для перемещения 2000м3 /час воздуха с параметрами t=70ºС, Р=550Па, (фи)=0,8. Определить потребляемую вентилятором мощность.

5.Конструкции сушильных камер периодического действия для высококачественной сушки п/м до эксплуатационной влажности.

6. Опишите приборы для измерения скорости воздуха.

7. Механизмы для формирования сушильных штабелей.

Вариант 5

1.В камере температура сухого термометра t=90ºС, φ=0,1. Определить по Id-диаграмме параметры агента сушки:, влагосодержание d, давление Р и энтальпию I_.

2.От чего зависит усушка древесины? Определить ширину березовых заготовок тангенциальной распиловки при уменьшении их влажности от40% до 10%, если первоначальная ширина была 120мм по ГОСТ 6782.2-75.

3.Развитие внутренних напряжений в пиломатериале при сушке.

4.Режимы камерной сушки.

5.Конструкция сушильных камер периодического действия «Хильденбрант».

6.Приспособления и механизмы применяемые для укладки пиломатериала в сушильный штабель.

7.Влагообработка при сушке пиломатериала . С какой целью и когда она проводится?

Вариант 6

1Воздух с параметрами температура=55 ºС Относительная влажность=0,3. охлаждается до температуры =40ºС. Определить графически степень насыщенности φи энтальпию I_. охлажденного воздуха.

2.Понятие о базисной плотности древесины. Определит максимальную и минимальную плотность березы.

3.Как определяется в пиломатериале наличие напряжения и остаточных деформаций?

4.Почему в камерах непрерывного действия применяют противоточную, а не прямоточную циркуляцию воздуха для сушки пиломатериалов ?

5. Конструкции сушильных камер с поперечно-горизонтальной циркуляцией. Камера СПЛК-1 или 2.

6.Как осуществлять регулирование параметров агента сушки в камере ?

7.Типы подштабельных оснований и предъявляемые к ним требования.

Вариант 7

1 Воздух с исходными параметрами в точке 1: температура t₁ = 80 ºС, степень насыщения φ₂ = 0,2 охлаждается на 10 ºС. Определить по Id – диаграмме параметры в точке охлаждения 2: температуру t₂, относительную влажность φ₂, влагосодержание d₂ и энтальпию I₂.

2.Понятие о плотности базисной плотности древесины.

3.Почему в процессе сушки влажность по толщине пиломатериала распределяется неравномерно ? Как это влияет на состояние древесины. ?

4.Рассчитайте поверхность нагрева калориферов из чугунных ребристых труб при шахматном их расположении, если для поддержки в камере t₁ = 80 ºС, температуре теплоносителя t =100 ºС, φ_=0,63

Необходима тепловая мощность 280 кВт. Скорость агента сушки через калорифер 4,5м/с. Давление пара на входе в камеру 0,4 мПа

5.Конструкции сушильных камер непрерывного действия с поперечной загрузкой штабелей.

6.На чем основывается и как производятся измерения влажности древесины электровлагомером? Диапазоны измерения и погрешности.

7.Размеры, назначение и правила размещения прокладок в сушильных штабелях пиломатериалов, предназначенных для сушки в сушильных камерах.

Вариант 8

1.Воздух с исходными параметрами в точке 1: температура t₁ = 100 ºС, относительной влажности φ₂ = 0,15 испаряется до температуры t₂ = 92 ºС. Определить по Id – диаграмме параметры в точке охлаждения 2: относительной влажности φ₂, влагосодержание d_2, давление Р₂ и энтальпию I₂.

2.Определить равновесную влажность древесины при t₁ = 10 ºС, φ = 0,7

3.В какой период процесса сушки возможно возникновение поверхностных трещин, а в какой внутренних? Чем оно вызвано?

4.Рассчитать поверхность нагрева калориферов из чугунных ребристых труб при последовательном прохождении воздуха со скоростью 2,5м/сек, если для поддержания в камере темпер=80 ºС, температуре теплоносителя t =100 ºС и относит влаж.=0,65 необходима тепловая мощность 200квт. Давление пара на входе в камеру 0,4 МПа

5.Камера с продольной штабелевкой и зигзагообразной циркуляцией.

6Усадка штабеля в процессе сушки. Зависимость усадки штабеля от влажности пиломатериала.

7.Технология подачи сушильного штабеля в камеру. Виды траверсных тележек.

Вариант 9

1Воздух с исходными параметрами в точке 1: температура t₁ = 90 ºС, относительной влажности φ₂ = 0,4 испаряет влагудо 80ºС. Определить по Id – диаграмме температуру предела насыщения воздуха.

2.Понятие об усушке древесины и коэффициенте усушки. Какая будет ширина сырого пиломатериала породы сосновых тангентальной распиловки, при влажности 8%. Если при влажности 10% она равна 150мм? по ГОСТ 5782.1-75.

3.Чем вызвана необходимость уменьшения (снятия) внутренних напряжений в сухих пиломатериалах, предназначенных для изготовления деталей с большой степенью точности? КАК они могут проявиться при последующей механической обработке?

4.Определитьповерхность нагрева калориферов из чугунных труб при однорядовом их расположении, для поддержания в камере t =80 ºС, температуре теплоносителя t =100 ºС, относительной влажности φ = 0,7 необходима тепловая мощность 350квт. скорость агента сушки через калорифер 5 м/сек. Давление пара на входе в камеру 0,5 МПа.

5.Укажите принципиальное различие между камерами периодического и непрерывного действия, область их применения.

6.Сущность автоматического регулирования параметров сушильного агента.

7.Назовите транспортные операции выполняемые в сушильном цехе и используемые механизмы.

Вариант 10

1Воздух с исходными параметрами в точке А: температура t = 86 ºС, относительной влажности φ = 0,3охлаждается до температуры 50 ºС,энтальпия I, давление Р, влагосодержание d и температура точки росы. Определить по Id – диаграмме какова будет его: энтальпия I, давление Р, влагосодержание d и температура точки росы.

2.Понятие о пределе гигроскопичности и равновесной влажности древесины.

3. Какова причина появления внутренних трещин при сушке пиломатериалов, а так же после сушки?

4. Циркуляционное оборудование сушильных камер.

5.Конструкции сушильных камер периодического действия с поперечно-вертикальной циркуляцией рекомендуемых к применению в настоящее время.

6.Виды психрометров, принцип их действия.

7.Основные требования , предъявляемые к укладке пиломатериалов в штабель для камерной сушки.

После выполнения задания указать список использованных источников.

Приложение 1 Id – диаграмма

для определения параметров агента сушки: относительной влажности φ, влагосодержанияd_, давления Р_, температуры t и энтальпииI.

Приложение 2 Id – диаграмма

для определения параметров агента сушки: веса и объема влажного воздуха.

Y – удельный вес циркулирующего через калорифер агента сушки, кг/м³

Список использованных источников

Основные источники:

1. Ю.Николаев. Сушка древесины. Энциклопедия. Изд-во СамИздат 2011г.

2. Расев А.И. Косарин А.А. Гидротермическая обработка и консервирование древесины. Изд-во Форум 2010г.

Дополнительные источники:

1.Ермолина Т.В., Орлов А.А., Корчук Ю.А., Греб Н.П .Альбом. Лесосушильные камеры и оборудование. Красноярск. Сибирский Государственный университет. 2011.

2 Ермолина Т.В., Кротов Л.Л., Силин В.В., П. Альбом. Лесосушильные камеры и оборудование. Красноярск. Сибирский Государственный университет. 2002.

3.Руководящие технические материалы по технологии камерной сушки древесины. Архангельск. Центральный научно-исследовательский институт механической обработки древесины. 1985.

4. ГОСТ 6782.1-75 Пилопродукция из древесины хвойных пород. Величина усушки.

5. ГОСТ 6782.2-75 Пилопродукция из древесины лиственных пород пород. Величина усушки.

5.ГОСТ 16588-79 Пилопродукция и деревянные детали. Методы определения влажности.

6. ГОСТ19773-84 Пиломатериалы хвойных лиственных пород. Режимы сушки в камерах периодического действия..

7. ГОСТ18867-84 Пиломатериалы хвойных пород. Режимы сушки в противоточных камерах непрерывного действия

9. ГОСТ 3808.1-80 Пиломатериалы хвойных пород. Атмосферная сушка и хранение.

11.Серговский П.С.. Гидротермическая обработка древесины. Москва; Издательство «Лесная промышленность» 1968.

12.Серговский П.С. Оборудование гидротермической обработки древесины.Москва; Издательство «Лесная промышленность» 1964.

13.Соколов П.В. Проектирование сушильных и нагревательных установок для древесины.Москва; Издательство «Лесная промышленность» 1965.

14.Кречетов И.В. Сушка древесины.Москва. Издательство «Лесная промышленность» 1980.

15.Пейч Н.Н., Царев Б.С. Сушка древесины.Москва. Издательство «Высшая школа» 1971.

16.Богданов Е.С. Справочник по сушке древесины. Москва; Издательство «Лесная промышленность» 1990.

Интернет ресурсы :

17.Расев А.И. Сушка древесины.Москва. Издательство Московский государственный университет леса. 2007.

18.Кравчук Н.М. Курс лекций по «ГТО и КД»

1. ​http://lesdrevmebel.ru/

2. http://deko-vacuum/narod/ru/PodSak2.htm

3. Window.edu.ru/window/catalod.

РЕЦЕНЗИЯ

на методические указания по выполнению контрольных работ для студентов заочной формы обучения по дисциплине «Гидротермическая обработка и консервирование древесины»

Методические указания составлены на основе Федерального государственного образовательного стандарта по специальностям среднего профессионального образования с учетом профиля получаемого профессионального образования.

Для успешного усвоения теоретических знаний, полученных при обучении, закрепления и углубления теоретических знаний по дисциплине, приобретение навыков использования полученных знаний в практической деятельности в содержание обучения включено выполнение домашних контрольных работ.

Контрольная работа выполняется на основе материалов учебной и методической литературы по дисциплине с привлечением в необходимых случаях конкретных материалов по различным типам сушильных камер.

Представленная в методических рекомендациях тематикаконтрольных заданий позволяет получить знания по разработке и ведению технологических процессов по гидротермической обработке и консервированию древесины, осуществлению контроля за процессом гидротермической обработки и консервирования древесины и дает возможность в последующем использовать полученные знания при разработке технологических процессов сушки древесины на производстве.

Данные методические указания по выполнению контрольных работ соответствуют требованиям государственного образовательного стандарта и могут быть рекомендованы для обучения студентов технологии деревообработки в средних профессиональных учебных заведениях по специальностям технического профиля.

Рецензент

Ромашина Н.П. преподаватель высшей категории специальных дисциплин КГБПОУ «Красноярского политехнического техникума».