3. Технологический расчёт

3.1. Расчёт продолжительности цикла сушки

По формулам (3.1) и (3.3) [3] c. 17 рассчитываем скорость циркуляции сушильного агента в штабелях пиломатериалов:

ω =V/ f _ш; (3.1)

f _ш =L_к·H·(1- β_в·β_д), (3.2)

где V – объём циркулирующего агента сушки, м³/с;

f _ш – площадь живого сечения штабеля, м²;

L_к – длина сушильного пространства камеры, м;

H– высота штабеля, м;

β_в, β_д– коэффициенты заполнения штабеля по высоте и длине.

Размеры сушильного пространства камеры ССК-22А составляют: длина – 9,6 м, ширина (глубина) – 4,6 м, высота – 3,4 м. Длина штабелей зависит от длины пиломатериалов.

Объём циркулирующего агента сушки в данной камере, согласно задания на проектирование, составляет V=165 тыс. м³/ч = 45,8 м³/с.

Коэффициенты заполнения штабеля по высоте и длине рассчитываем по формулам (5.15) и (5.13) [2] с. 125,124:

β _в =(S/ (S +S₁))·(h_п/ (h_п+S₂)) (3.3)

β _д=n'·l / L (3.4)

где S – толщина пиломатериалов, мм;

S₁ – толщина межрядовых прокладок, мм;

S₂ – толщина межпакетных прокладок, мм;

h_п – высота пакета, мм;

l– длина пиломатериалов, м;

L – длина штабеля, м;

n' – количество заготовок по длине штабеля.

Размеры и параметры заданных пиломатериалов приведены в задании на проектирование. Принимая толщину межрядовых прокладок S₁=25 мм, а межпакетных S₂ =100 мм, так же принимая высоту пакетов h_п1=h_п2=h_п3=h_п4=1000 мм, получаем:

β _в1 = (22/ (22+25)) · (1000/(1000+100)) = 0,45;

β _в2 = (50/ (50+25)) · (1000/(1000+100)) = 0,62;

β _в3 = (19/ (19+25)) · (1000/(1000+100)) = 0,40;

β _в4 = (32/ (32+25)) · (1000/(1000+75)) = 0,52;

β _ву = (40/ (40+25)) · (1000/(1000+75)) = 0,58.

По длине штабеля пиломатериалов из сосны длиной 5,75 м становится 1заготовка: n'=1.

β _д1= 1·5,75/9,6= 0,60;

По длине штабеля пиломатериалов из сосны длиной 5,0 м становится 1заготовка: n'=1.

β _д2= 1·5/9,6= 0,52;

По длине штабеля пиломатериалов из осины длиной 4,25 м становится 2заготовки: n'=2.

β _д3= 2·4,25/9,6= 0,89;

По длине штабеля пиломатериалов из осины длиной 3,5 м становится 2заготовка: n'=2.

β _д4=2·3,5/9,6= 0,73.

Коэффициент заполнения штабеля по длине условным материалом принимаем равным β _ду = 0,85.

Принимаем высоту штабелей H= (h_п+ S₂)·u=(1+0,1)·3=3,3м.

Рассчитываем площадь живого сечения штабелей:

f _ш1=9,6·3,3·(1-0,45·0,6)=23,12 м²;

f _ш2=9,6·3,3·(1-0,62·0,52)=21,47 м²;

f _ш3=9,6·3,3·(1-0,40·0,89)=20,42 м²;

f _ш4=9,6·3,3·(1-0,52·0,73)=19,64 м²;

f _шу=9,6·3,3·(1-0,58 ·0,85)=16,05 м².

Скорость сушильного агента в штабелях заданных пиломатериалов будет равна:

ω₁ = 45,8/23,12 =1,98 м/с;

ω₂ = 45,8/21,47 =2,13 м/с;

ω₃ = 45,8/20,42 =2,24 м/с;

ω₄ = 45,8/19,64 =2,33 м/с;

ω_у = 45,8/16,05 =2,75 м/с.

Режимы сушки корректируем с учётом полученных скоростей циркуляции сушильного агента, в соответствии с рекомендациями [2] с. 103.

Продолжительность цикла сушки пиломатериалов τ_ц, ч, рассчитываем по формуле (5.5) [2], с. 121:

τ_ц=τ_исх·А_Р·А_Ц·А_В·А_Д·А_К, (3.5)

где τ_исх – исходная продолжительность сушки пиломатериалов заданной породы древесины и размеров поперечного сечения нормальными режимами при начальной и конечной влажности 60 и 12 % в камерах с реверсивной циркуляцией средней интенсивности (скорость циркуляции – 1м/с), ч;

А_Р, А_Ц, А_В, А_Д, А_К – коэффициенты, учитывающие соответственно категорию режима сушки, скорость циркуляции сушильного агента, начальную и конечную влажность древесины, длину сортиментов и категорию качества сушки.

Значения исходной продолжительности сушки определяем по таблице 24 [2] с. 228,229:

τ_исх1=39 ч, τ_исх2=104 ч, τ_исх3=40 ч, τ_исх4=84 ч, τ_исх.у =88 ч.

Коэффициенты, учитывающие категорию режимов принимаем А_Р1=А_Р2= А_Р3=А_Р4=А_Ру=1,0. Используя таблицу 25 [2] с. 230, по величинам произведения τ_исх1·А_Р1=39 ч, τ_исх2·А_Р2=104 ч, τ_исх3·А_Р3=40 ч, τ_исх4·А_Р4=84 ч, τ_исх.у·А_Ру=88 находим значения коэффициента, учитывающего скорость циркуляции сушильного агента: А_Ц1=0,71, А_Ц2=0,81, А_Ц3=0,67, А_Ц4=0,75, А_Цу=0,69.

По таблице 26 [2] с. 230 определяем коэффициенты, учитывающие начальную и конечную влажность древесины: А_В1=1,00, А_В2=1,00, А_В3=0,91, А_В4=0,91, А_Ву=1,00. Поскольку сушке подвергаются пиломатериалы, для которых отношение l/S>40, принимаем А_Д1=А_Д2=А_Д3=А_Д4=А_Ду =1,00. Древесина, используемая для строительного погонажа, должна быть высушена по III категории качества сушки, принимаем А_К1=А_К2=А_К3=А_К4=1,05, условный материал тоже должен сушиться по III категории качества, значит А_Ку=1,05.

Рассчитываем продолжительность цикла сушки заданных пиломатериалов и условного материала:

τ_ц=τ_исх·А_Р·А_Ц·А_В·А_Д·А_К, (3.6)

τ_ц1 = 39·1,0·0,71·1,001,00·1,05 =29,07 ч=1,21 сут;

τ_ц2 = 104·1,0·0,81·1,00·1,00·1,05 =88,45 ч =3,68 сут;

τ_ц3 = 40·1,0·0,67·0,91·1,00·1,05 = 25,61 ч = 1,06 сут;

τ_ц4 = 84·1,0·0,75·0,91·1,00·1,05 = 60,19 ч = 2,51 сут;

τ_цу = 88·1,0·0,69·1,00·1,00·1,05 = 63,75 ч = 2,65 сут.

Результаты расчёта представляем в виде табл. 3.1.

Таблица 3.1 - Продолжительность цикла сушки пиломатериалов

Материал			τисх, ч		Коэффициенты												Продолжительность цикла сушки, τц,
Порода древесины	Размеры поперечного сечения, S×b, мм
		АР			АЦ		АВ		АД		АК		ч				сут
Сосна	22×200	39		1,0		0,71		1,00		1,0		1,05		29,07				1,21
	50×175	104		1,0		0,81		1,00		1,0		1,05		88,45				3,68
Осина	19×125	40		1,0		0,67		0,91		1,0		1,05		25,61				1,06
	32×75	84		1,0		0,75		0,91		1,0		1,05		60,19				2,51
Условный			88		1,0		0,69		1,00		1,0		1,05		63,75				2,65