4.3 Определение расхода теплоты на сушку
4.3.1 Расход теплоты на начальный прогрев
Для зимних условий удельный расход теплоты на начальный прогрев 1 м3 пиломатериалов складывается из её затрат на нагревание замороженной древесины от начальной отрицательной температуры до 00C, плавление содержащегося в древесине льда и нагревание древесины до температуры начального прогрева. Расход теплоты на начальный прогрев для среднегодовых условий учитывает только затраты теплоты на нагревание древесины от начальной положительной температуры до температуры прогрева. Расчёт расхода теплоты на начальный прогрев пиломатериалов будем выполнять по формулам (4.9) и (4.10) [3] с. 25:
а) для зимних условий:
кДж/м3; (4.12)
б) для среднегодовых условий:
кДж/м3, (4.13)
где ρД – плотность древесины расчётного материала, кг/м3;
ρБ – базисная плотность древесины расчётного материала, кг/м3;
c(-), c(+) – удельная теплоёмкость древесины при средней отрицательной и средней положительной температуре, кДж/( кг · 0C);
cД – удельная теплоёмкость древесины в диапазоне температур от t0 до tнп, кДж/(кг0C);
Wсж – содержание воды, оставшейся в замороженной древесине в жидком состоянии, %;
γ – скрытая теплота плавления льда, γ = 335 кДж/кг;
t0 – начальная температура древесины, 0C;
tНП – температура начального прогрева, 0C.
Для данного расчётного материала ρБ= 400 кг/м3, влажность W=60%.
Плотность древесины при начальной влажности WН определяем с помощью диаграммы на рис. 2.2 [2] с. 69, ρд=625кг/м3.
Начальную температуру замороженной древесины при выполнении расчётов для зимних условий принимаем t0=-20oC. Значение начальной температуры для среднегодовых условий принимаем по приложению 7 [3] c. 94 в зависимости от региона, в котором планируется строительство цеха. Данный цех планируется строить в Гродненской области, поэтому начальную температуру для среднегодовых условий принимаем t0 =6,5 0C. Температура начального прогрева была определена в подразделе 2.2 (таблица 2.4) tнп =98 0C.
Значения удельной теплоёмкости c(-), c(+) и cД определяем по диаграмме на рисунок 2.3 [2] с. 73. При этом среднее значение температуры древесины рассчитываем по формулам:
- при определении c(-) t = t0 /2 = -20/2 = -100C;
- при определении c(+) t = tНП /2 = 86/2 = 430C;
- при определении cД t = (t0+ tНП) /2 = (6,5+ 86)/2 = 46,3 0C.
Тогда из диаграммы получаем:
c(-)=2,18 кДж/( кг· 0C);
c(+) =2,88 кДж/( кг· 0C);
cД = 2,90 кДж/( кг· 0C).
По табл. 5 [2] с. 214 для t0 =-200C определяем содержание связанной воды, оставшейся в замороженной древесине в жидком состоянии: WСЖ = 18 %.
Рассчитываем расход теплоты на начальный прогрев 1 м3 пиломатериалов:
- для зимних условий:
кДж/м3;
- для среднегодовых условий:
кДж/м3.
Удельный расход теплоты при начальном прогреве, отнесённый к 1 кг испаряемой влаги, для зимних и среднегодовых условий рассчитываем по формуле (4.11) [3] с. 26:
Секундный расход теплоты на начальный прогрев определяем для зимних условий по формуле (4.12) [3] с. 26:
