1.6 Расчет необходимого количества камер в сушильном хозяйстве камере.

Необходимое количество камер определяется как

где -годовой объем сушки пиломатериалов на предприятии ,м³

П- годовая производительность одной сушильной камеры, м³

2. Тепловой расчет

2.1 Определение количества испаряемой из материала влаги Масса влаги, испаряемой из 1м³ расчётного пиломатериала за весь цикл сушки, кг/м³:

где – базисная плотность расчётного материала, кг/м³;

Wн, Wк – соответственно, начальная и конечная влажность расчётного

материала, %.

Количество влаги, испаряемой за время одного оборота камеры, кг:

где – вместимость камеры в расчетном материале, м³.

Среднечасовое количество испаряемой в камере влаги, кг/ч:

Расчетное количество испаряемой влаги, кг/ч:

где χ – коэффициент неравномерности скорости сушки, принимаемый в за-

висимости от значения конечной влажности древесины: при Wк = 12 – 15 %

χ = 1,2;

2.2 Выбор расчетного параметра сушильного агента и свежего воздуха.

Влагосодержание, г/кг:

где – степень насыщенности агента сушки;

- барометрическое давление атмосферного воздуха, характерное для географического месторасположения камеры, Па (для Екатеринбурга можно принять

- давление насыщения водяного пара при расчетной температуре агента сушки или свежего воздуха, Па, по таблице [1, прил. 6] находим

Для агента сушки:

Для свежего воздуха:

Энтальпия , кДж/кг:

где – удельная теплоемкость сухого воздуха при расчетных значениях температуры t, кДж/(кг*град), по таблице [1, прил 7] выбираем

;

t – температура агента сушки или свежего воздуха, ^оС;

– энтальпия сухого насыщенного пара при расчетных значениях температуры агента сушки или свежего воздуха, кДж/кг, по таблице [1, прил.8] выбираем , .

Для агента сушки:

Для свежего воздуха:

Плотность воздуха, кг/м³:

Для агента сушки:

Для свежего воздуха:

Приведенный удельный объем, м³/кг:

Для агента сушки:

Для свежего воздуха:

2.3 Определение количества циркулирующего в камере сушильного агента.

Площадь живого сечения штабеля, м²:

где F_габ – площадь габаритного сечения штабеля в плоскости, перпендикулярной направлению потока, м²;

β_в – коэффициент заполнения штабеля по высоте.

Объем циркулирующего в штабеле (штабелях) агента сушки, м³/ч:

где – площадь живого сечения штабеля, м²;

m – число штабелей в плоскости, перпендикулярной направлению потока агента сушки;

ω_шт – скорость агента сушки в штабеле, м/с.

Масса циркулирующего по материалу агента сушки в единицу времени кг/ч:

Количество циркулирующего по материалу агента сушки, приходящееся на 1 кг испаряемой влаги, кг_{сух.возд}/кг_{исп.влаги}:

Влагосодержание агента сушки на выходе из штабеля (штабелей), г/кг:

Перепад температуры агента сушки в штабеле (штабелях), ^oC:

Температура агента сушки на выходе из штабеля, ^oC:

Объем агента сушки, циркулирующего в единицу времени в камере:

где – коэффициент использования потока (отношение объема сушильного агента, проходящего через штабеля, к общему объему циркулирующего в камере воздуха), принимается = 0,75 … 0,85.

2.4 Определение параметров воздухообмена и расчет приточно-вытяжных каналов.

Масса свежего и отработавшего воздуха, приходящегося на 1 кг испаряемой влаги, кг/кг:

где d₂ – влагосодержание агента сушки на выходе из штабеля, г/кг_{сух.возд};

d₀ – влагосодержание свежего воздуха, г/кг_{сух.возд}.

Массовый расход свежего и отработавшего воздуха, кг/ч:

где М_р – расчетное количество влаги, испаряемой в единицу времени в ка-

мере, кг/ч.

Приведенный удельный объем воздуха на выходе из штабеля, м³/кг:

Плотность воздуха на выходе из штабеля, кг/м³:

Объем отработавшего воздуха, м³/ч:

Объем свежего воздуха, м³/ч:

Площадь живого сечения приточного и вытяжного канала, м²:

где – расчетная скорость потоков отработавшего и свежего воздуха в канале, м/с.

Для приточного канала:

Для вытяжного канала:

Определение расхода тепла на сушку пиломатериалов.

Расход тепла на прогрев 1 м³ замороженной древесины (для зимних условий), кДж/м³:

где ρ – плотность древесины при Wн, кг/м³, по графику [1, рис. 2.1] устанавливаем

t₀ – начальная отрицательная температура древесины, загруженной в

камеру, ⁰С;

t_пр – температура, до которой прогревается древесина в камере (равна

температуре смоченного термометра на первой ступени режима сушки),

⁰С, по id-диаграмме находим t_пр=67,5⁰С;

W_г.ж – количество связанной незамерзшей влаги, содержащейся в дре-

весине, %, по графику [1, рис. 2.3] принимаем W_г.ж=15 %;

r_ог – теплота плавления льда, принимается равной 335 кДж/кг;

с_(-), с₍₊₎ – соответственно удельные теплоемкости замороженной и прогретой до положительной температуры древесины, кДж/(кг·град), по диаграмме [1, рис. 2.2] принимаем с_(-)=1,6 кДж/(кг·град), с₍₊₎=2,6 кДж/(кг·град).

Расчетная температура, ⁰С:

Расход тепла на прогрев древесины, имеющей положительную начальную температуру, кДж/м³:

где t₀ – начальная температура древесины, ⁰С;

с₍₊₎ – удельная теплоемкость древесины, кДж/(кг·град), по диаграмме [1, рис. 2.2] принимаем с₍₊₎=2,8 кДж/(кг·град).

Расход тепла на прогрев древесины по среднегодовым условиям, кДж/м³:

– расход тепла на прогрев древесины в летний период, кДж/м³ ;

T – календарный фонд времени работы камеры в течение года, сут;

- продолжительность отопительного периода, сут;

– продолжительность неотапливаемого периода, сут.

Удельный расход тепла при прогреве древесины в расчете на 1 кг испаряемой влаги для зимних и среднегодовых условий, кДж/кг:

Для зимних условий:

для среднегодовых условий:

Общий расход тепла на камеру при начальном прогреве, кВт:

где Е_пр – объем одновременно прогреваемых в камере пиломатериалов, м3;

τ_пр – продолжительность прогрева, ч (принимается ориентировочно для прогрева древесины в зимних условиях 2 ч на 1 см толщины доски, летом –

1 – 1,5 ч на 1 см толщины доски);