1868

21

5. Теплосодержание (энтальпия) - суммарное теплосодержание воздуха и пара, приходящегося на 1 кг сухого воздуха.

I=1,0t+0,001d(1,93t+2490), кДж/кг. (29)

По приведенным формулам составлены диаграммы, показывающие взаимосвязь между параметрами воздуха. Эти диаграммы называются Id и tp диаграммы.

Определение параметров воздуха с помощью Id диаграммы

Задача № 1.

Нахождение точки на Id диаграмме.

По заданной температуре t и относительной влажности воздуха φ найти влагосодержание d, теплосодержание I и парциальное давление водяного пара pп.

По линии постоянной температуры t=const доходят до пересечения с заданной насыщенностью воздуха φ, полученная точка А соответствует состоянию среды. Из точки А по вертикальной прямой линии постоянного влагосодержания (d=const) опускаемся на ось абсцисс, где и находятся значения влагосодержания.

Из точки А по той же линии подняться вверх до шкалы парциального давления водяного пара и определить значение pп.

Для нахождения теплосодержания из исходной точки А по линии постоянного теплосодержания (I=const), имеющей небольшой наклон, опускаемся до линии φ=1, где и определяется численное значение I, кДж/кг.

Задача № 2.

Нагревание и охлаждение воздуха. Нахождение температуры точки

росы.

Процессы нагревания и охлаждения воздуха проходят при неизменном влагосодержании по линии d=const и pп=const, при нагревании – вверх, при охлаждении - вниз по диаграмме. При этом насыщенность пара φ в воздухе при нагревании уменьшится, при охлаждении увеличится.

Температура, при которой воздух, охлаждаясь, достигает состояния насыщения (т.е. φ=1), называется температурой точки росы tр.

22

Задано: воздух с начальными параметрами t1 и φ1 охлаждается до температуры t2. Найти насыщенность воздуха после охлаждения φ2 и температуру точки росы tр.

Найти на диаграмме точку А (на пересечении линий t1 и φ1). По линии постоянного влагосодержания d=const опуститься до пересечения с температурой t2. По положению точки В найти φ2.

Если продолжить процесс охлаждения до линии φ=1, то мы определим точку, температура которой соответствует температуре точки росы.

Задача № 3.

Определение относительной влажности воздуха по психрометру.

Психрометр – прибор, состоящий из двух термометров сухого и смоченного. У смоченного термометра ртуть обернута марлевым чехлом, конец которого опущен в резервуар с водой. Вода, испаряясь с поверхности чехла, вызывает охлаждение ртутного шарика, и термометр показывает температуру более низкую чем сухой термометр. Степень его охлаждения, т.е. разница температур между сухим и смоченным термометром, называется психрометрической разностью t и является показателем сушильной способности воздуха. t называется потенциалом сушки. С помощью психрометра устанавливают параметры воздуха по Id диаграмме. Процессы испарения воздуха проходят по линии постоянного теплосодержания I=const.

Температура смоченного термометра пересекается с линией φ=1, из этой точки по линии энтальпии (I=const) поднимаемся до температуры сухого термометра. Эта точка соответствует состоянию воздуха и в ней определяется относительная влажность воздуха φ (степень его насыщенности).

23

Контрольные вопросы.

1.Что такое сушка древесины? Назначение сушки.

2.Назовите основные агенты сушки.

3.Назовите основные параметры воздуха.

4.Что такое Jd диаграмма? Для чего ее применяют?

5.По каким линиям в Jd диаграмме проходят процессы нагревания, охлаждения и испарения воздуха?

6.Что такое температура точки росы?

7.Что такое психрометр?

Лабораторная работа № 6

Деловая игра Организация работы сушильного цеха для выполнения заданной

программы сушки пиломатериалов

1. Получить задание на выполнение деловой игры. Обосновать выбор сушильной камеры.

Необходимо обосновать выбор сушильной камеры по принципу действия (периодического или непрерывного действия), с учетом объема высушиваемого материала и категории качества сушки пиломатериалов.

Задание для выполнения работы приведены в табл. 7.

Таблица 7

Варианты заданий для выполнения деловой игры

24

По особенностям сушки пиломатериалов предприятия разделяются на две группы.

1.На предприятиях первой группы пиломатериалы сушат в больших объемах, как правило, до транспортной влажности 18…20 % по 0 или III категории качества сушки. На предприятиях этой группы целесообразно применять камеры непрерывного действия.

2.На предприятиях второй группы перерабатывают товарные пиломатериалы в готовые изделия. Материал сушат в небольших объемах до эксплуатационной влажности 7…12 % по I или II категории качества в камерах периодического действия.

2 Выбор режима сушки и расчетной ступени режима

К параметрам режима сушки пиломатериалов относятся: температура t, ºC, степень насыщенности φ и психрометрическая разность t.

В зависимости от требований, предъявляемых к качеству древесины, применяют режимы различных категорий по температурному уровню. Различают режимы низкотемпературного и высокотемпературного процесса. Низкотемпературные процессы сушки имеют три категории режимов – мягкие, нормальные и форсированные режимы.

Мягкие режимы обеспечивают бездефектную сушку пиломатериалов при полном сохранение естественных физико–механических свойств древесины.

Нормальные режимы обеспечивают бездефектную сушку пиломатериалов, но возможно незначительное изменение цвета древесины.

Форсированные режимы обеспечивают бездефектную сушку при сохранении прочности на статический изгиб, растяжение и сжатие, но при некотором снижении прочности на скалывание до 20 %, с возможным потемнением древесины.

Высокотемпературные режимы, обеспечивают бездефектную сушку при незначительном изменении прочности на статический изгиб, сжатие, растяжение и значительном снижении прочности на скалывание до 35 %.

25

В зависимости от назначения высушенного пиломатериала (заготовок)

различают 4 категории качества сушки.

І категория качества сушки обеспечивает возможность механической обработки и сборки деталей по ГОСТ 6449.1-82 для высокоточных составных изделий (некоторые соединение механики клавишных инструментов, точное машиностроение и приборостроение, деревянные, строительные, клееные несущие конструкции, производство моделей, лыж и т. п.).

II категория качества обеспечивает механическую обработку и сборку деталей по ГОСТ6449.1-82 для ответственных составных частей изделий (мебельное производство, футляры радио- и телеаппаратуры, корпуса клавишных инструментов, столярно-строительные изделия, деревянные строительные ограждающие конструкции, пассажирское вагоно- и автостроение и т.п.).

III категория качества сушки обеспечивает механическую обработку и сборку деталей по ГОСТ6449.1-82 для менее ответственных составных частей изделий (погонажные столярно-строительные изделия, товарное вагоностроение, сельхозмашиностроение, рядовая тара и т.п.).

0 категория качества сушки предусматривает сушку пиломатериалов (заготовок), в том числе экспортных, до транспортной влажности.

Режимы низкотемпературного процесса сушки пиломатериалов из древесины сосны, ели, пихты и кедра в паровоздушных камерах периодического действия согласно ГОСТ 19773-84 приведены в табл. 8. Обозначение конкретного режима состоит из номера, характеризующего толщину материала и прописной буквы (М, Н или Ф), обозначающей категорию режима сушки. Например, форсированный режим сушки досок толщиной 40 мм обозначается 4-Ф.

Таблица 8 Режимы низкотемпературного процесса сушки пиломатериалов из древесины

сосны, ели, пихты, кедра

26

Нормальные режимы (Н)

Окончание табл. 8

Режимы предусматривают трехступенчатое изменение параметров сушильного агента в зависимости от влажности древесины. Влажность, при которой переходят со ступени на ступень, называют переходной влажностью. Для хвойных пород 35 и 25 %.

Режимы низкотемпературного процесса сушки лиственных пород для камер периодического действия обозначаются номером (от 2 до 10), показывающим уровень температуры, и буквенным индексом (от А до Д), характеризующим степень насыщенности сушильного агента, например 7-В, 4-Г и т.д. Режимы приведены в табл. 9 и 10. Переходная влажность древесины

20…30 %.

27

28

Продолжение табл. 10

3 Расчет продолжительности сушки по нормативным коэффициентам для камер периодического действия при

низкотемпературном процессе

Общую продолжительность сушки, включая начальный прогрев и

29

где τисх- исходная продолжительность собствено сушки от 60 до 12 % влажности при скорости циркуляции 1 м/с, ч, Ар, Ац, Ав, Ак, Ад- коэффициенты, учитывающие категорию режимов сушки,

интенсивность циркуляции, начальную и конечную влажность, качество сушки, длину материала.

Исходную продолжительность сушки τисх находят в зависимости о породы, толщины S1 и ширины S2 пиломатериалов по табл. 11.

Для коэффициента Ар установлены следующие величины:

для мягких режимов Ар=1,7, для нормальных режимов Ар=1, для форсированных Ар=0,8.

Коэффициент Ац находят в зависимости от произведения τисх·Ар и скорости циркуляции сушильного агента по материалу ω по табл. 12.