2.3 Расчет производительности лесосушильных камер на материале заданной характеристики

Производительность камеры при сушке пиломатериалов определенной характеристики (породы, толщины, начальной и конечной влажности) рассчитывают на заданное календарное время (например, год) по формуле, м³/год:

П=nЕ, (3)

где n-число оборотов камеры в течение заданного времени;

Е-вместимость камеры, м³ древесины.

Число оборотов камеры в год определяется по выражению

n= , (4)

где С-коэффициент технического использования камеры, С=0,92;

τ- продолжительность оборота камеры, сут.

Для камер периодического действия

τ= τ_суш+ τ_з.р. , (5)

τ= 3,32+0,1=3,42 сут.

Число оборотов камеры в год (4):

n= = 98 об/год

где τ_суш-продолжительность процесса сушки (формула (1.2)), сут;

τ_з.р- время загрузки и разгрузки камеры (можно принять 0,1 сут)

Вместимость камеры, м³, рассчитывается по выражению

Е=LBHβm, (6)

где L,B,H -размеры штабеля (длина, ширина, высота), м;

β-объемный коэффициент заполнения штабеля;

m- число штабелей в камере.

Объемный коэффициент заполнения штабеля рассчитывают как

β = β_д β_ш β_в , (7)

где β_д β_ш β_в- линейные коэффициент заполнения штабеля по длине, ширине и высоте соответственно;

У₀-объемная усушка древесины, % (можно принять У₀=7%).

Коэффициент заполнения по длине штабеля β_д показывает отношение среды длины уложенных в штабель пиломатериалов L_ср к его длине L.

β_д= , (8)

Для штабеля материалов различной длины можно принять β_д=0,85. Если длина всех досок в штабеле одинакова (L_ср = L), то β_д=1. По условию, принимаем β_д=1.

Коэффициент заполнения по ширине β_ш – это отношение суммарной ширины пиломатериалов в горизонтальном ряду штабеля к его ширине. Он зависит от вида пиломатериалов и способа укладки. По условию даны обрезные доски с укладкой со шпациями, принимаем β_ш=0,65.

Коэффициент заполнения штабеля по высоте β_в характеризует отношение суммарной толщины пиломатериалов в вертикальном ряду штабеля к высоте:

β_в= , (9)

где S₁-толщина пиломатериалов, мм;

S_пр-толщина прокладок, мм.

Наиболее часто применяемая толщина прокладок составляет 25 мм.

Объемный коэффициент заполнения штабеля:

β_в= =0,66

β = 1· 0,65·0,66· =0,4

Вместимость камеры (6):

Е=6,5·1,8·3·0,4·2 =33,3 м³

Производительность камеры (1):

П=98·33,3=3263,4 м³/год

2.4 Расчет необходимого количества камер в сушильном хозяйстве предприятия

Необходимое количество камер определяется как:

n_k = , (10)

где Q_суш – годовой объем сушки пиломатериалов на предприятии, м³;

П – годовая производительность одной сушильной камеры, м³.

n_k = = 2,14

Принимаем 3 камеры.

3. Тепловой расчет

3.1 Выбор расчетного материала

За расчетный материал принимают самые быстросохнущие доски из заданной спецификации. Камеры в этом случае обеспечат сушку любого другого материала по спецификации.

При проектировании лесосушильных камер за расчетный материал принимаются, как правило, сосновые обрезные доски толщиной 25 мм, шириной не менее 150 мм, начальной влажностью около 50% конечной в зависимости от целевого назначения материала.

3.2 Определение количества испаряемой из материала влаги

Количество влаги, испаряемой из древесины, устанавливают на единицу объема высушиваемого материала за период оборота камеры и в единицу времени. Массу влаги, испаряемой из 1 м³ пиломатериалов, кг/м³, рассчитывают:

М_1м³ = ρ_баз , (11)

где ρ_баз – средняя базисная плотность древесины, кг/м³;

W_Н ,W_K – соответственно начальная и конечная влажность древесины, %.

М_1м³ =400 = 152 кг/м³

Количество влаги, кг, испаряемой за время одного оборота камеры, определяют по формуле:

М_об.к.= М_1м³Е_к , (12)

где Е_к – вместимость камеры в расчетном материале, м.

М_об.к.= 152·33,3= 5061,6 кг

Среднечасовое количество испаряемой влаги, кг/ч, определяется как:

М_ср.ч= , (13)

где τ_суш– продолжительность сушки расчетного материала, ч.

М_ср.ч= = 66 кг/ч

Кроме того, для камер периодического действия определяется расчетное количество испаряемой влаги М_р, кг/ч, с помощью которого учитывают неравномерность удаления влаги в различные периоды сушки:

М_р=М_ср.чχ ,(14)

где χ – коэффициент неравномерности скорости сушки, принимаемый в зависимости от конечной влажности древесины, W_к=12-15%, χ=1,2.

М_р=66·1,2 = 79,2 кг/ч