1ЛС-2-2 готовый

1.Устройство и принцип действия сушильного оборудования.

1.1Устройство и принцип работы сушильной камеры.

Лесосушильная камера ЛС-2-2 предназначена для сушки пиломатериалов различных

Древесных пород и толщин до эксплуатационной влажности стандартными нормальными и форсированными режимами. Камеры ЛС-2-2 могут быть рекомендованы к установке на предприятиях по производству деревянных домов, столярно-строительных изделий, мебели,

паркета, лыж, тары и т.д.

В сушильной камере принята вертикально-поперечная реверсивная циркуляция агента сушки.

Вместимость камеры рассчитана на загрузку четырёх штабелей пиломатериалов с поперечным

их размещением.

Металлоконструкция сушильного пространства и рециркуляционных каналов установлена

внутри лесосушильной камеры и предназначена для отделения сушильного пространства от

рециркуляционных каналов и размещения вентиляторных реверсивных установок и теплового

оборудования. Металлоконструкция состоит из семи вертикальных стоек, установленных на фундаменте сушилки ,и ряда горизонтальных балок, опирающихся на стойки. Для создания

горизонтального экрана, образующего верхний рециркуляционный канал, к горизонтальным

балкам прикреплены алюминиевые листы..

КПСК 07.00 ПЗ

Изм

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

Разраб.

Устройство и принцип работы сушильного оборудования.

Лит.

Лист.

Листов

Пров.

У

1

Вит ГТК.

гр47.

К металлической дверной коробке 1 на специальных петлях 3 навешивают дверное полотно 2.

Полотно прижимают к коробке снизу шарнирно-винтовыми струбцинами 4, а сверху ­­­­-рычагом 7.

При закрывании двери поворачивают в шарнире 8 рычаг 7 и заводят его сначала в верхнюю 9,

а затем в нижнюю 6 упорные скобы. Нижняя скоба снабжена винтом штурвалом прижимом. При открывании двери отворачивают штурвалом прижимной винт, отводят рычаг в обратную сторону

(на рисунке вправо) и за ручку 5 оттягивают полотно на себя. С внутренней стороны дверное

полотно окантовано по периметру профильными планками 10 которые прижимаются к уплотнительной резиновой прокладке 11, запрессованной в трапециевидные желобки,

укреплённые по периметру коробки.

В качестве теплового оборудования применяется шесть водяных пластинчатых компактных

калориферов большой модели КВБ12-П, общая поверхность нагрева которых составляет 861.

В качестве теплоносителя используется горячая вода с температурой t=120C.

Для перемещения агента сушки через штабеля пиломатериалов в верхнем отсеке лесосушильной камеры смонтировано шесть осевых реверсивных двухскоростных вентилятора ЦАГИ серии

У-12№12,5 с индивидуальным приводом двухскоростных электродвигателей. Диаметр рабочего колеса вентилятора 1250мм. Оно расположено непосредственно на валу электродвигателя, что снижает металлоемкость вентиляторной установки и повышает КПД вентилятора. Вентиляторная установка размещена в рециркуляционном канале лесосушильной камеры. В лесосушильной

камере установлено шесть двухскоростных электродвигателей модель 4А132М4/2У3 мощностью

8,5 кВт. Электродвигатель каждого вентилятора снабжен защитным теплоизолированным кожухом

для обеспечения нормальных климатических условий его эксплуатации. Воздушный поток от вентиляторов подаётся в верхний рециркуляционный канал, образуемый горизонтальным экраном

потолочными ограждающими конструкциями, проходит через пластинчатые водяные калориферы

и попадает в вертикальный циркуляционный канал, образованный специальными вертикальными наклонными перегородками и стеновыми ограждающими конструкциями. Далее воздушный поток поступает к штабелям пиломатериалов, отдает часть теплоты и увлажняется. В верхнем рециркуляционном канале происходит частичный выброс через приточно-вытяжные трубы в атмосферу отработанного воздуха и подсос свежего. Заслонки в вытяжном канале и патрубке работают от одного исполнительного механизма.

Для регулирования и поддержки в камере заданной относительной влажности агента сушки и для проведения влаготеплообработки высушиваемого материала предусмотрены увлажнительные

трубы, расположенные в верхнем рециркуляционном канале по обе стороны от калориферов.

Для дистанционного измерения текущей и конечной влажности пиломатериалов в процессе сушки

в камере под одним из штабелей пиломатериалов установлено для измерения массы. Это устройство

состоит из четырех силовых тензометрических датчиков, двух установочных рам с разрезанными участками рельсов, соединенных консольно, и электронного прибора.

Лесосушильная камера оснащена системой автоматического контроля и регуляции основных технологических параметров, дистанционного и автоматического регулирования режимов сушки

по температурам «сухих» термометров и психрометрической разности с указателями положения регулирующих органов, а также системой управления электродвигателями вентиляторов.

Для закатывания штабелей в камеру предусмотрены двое рельсов путей с шириной колеи 1000мм Для установки тележки с пиломатериалами в заданном положении служат тормозные башмаки и четыре поворотных блока, размещенных внутри камеры. Перед передней панелью лесосушильной камеры установлены на каждом пути два рельса, которые при открывании двери откидываются в приямки. Выгрузка и загрузка штабелей из камеры производится с помощью траверсной тележки.

Технические характеристики лесосушильной камеры ЛС-2-2 сведены в таблице. 1.1.

КПСК 07.00 ПЗ

лист

Изм

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

Таблица 1.1

Технически характеристики лесосушильной камеры ЛС-2-2.

КПСК 07.00 ПЗ

лист

Изм

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

Таблица 2-Спецификация и объемы высушиваемых материалов

Расчёт продолжительности сушки в камерах периодического действия при низкотемпературном процессе.

Общая продолжительность сушки фактического и условного материалов, включая начальный прогрев и влаготеплаобработку, находится по формуле:

τ = τ_исх × А_р × А_ц × А_в × А_к × А_д, ч

где τ_исх – исходная продолжительность собственно сушки пиломатериалов заданной породы и размеров нормальным режимом от начальной влажности 60% до конечной влажности 12% в камерах с реверсивной циркуляцией средней интенсивности, ч;

А_р, А_ц, А_в, А_к, А_д – коэффициенты, учитывающие категорию режимов сушки А_р, интенсивность циркуляции А_ц, начальную и конечную

влажности А_в, качество сушки А_к, длину материала А_д.

Значение Ад принимается для пиломатериалов равным 1.

а) рассчитываю продолжительность сушки сосны.

τ = τ_исх × А_р × А_ц × А_в × А_к × А_д, ч

τ_исх находится по таблице (приложение 9), находим пересечение толщины и ширины пиломатериалов, τ_исх =72 (ч)

А_ц = А_р × τ_исх;

А_ц = 72 (на пересечении с V_мат равной 2,5 м/с для камеры ЛС-2-2,

приложение 11)

А _ц =0,688

А_р = 1 – для нормального режима сушки.

А_к = 1,15 – для 2 категории качества сушки.

Находим коэффициент Ав. В таблице (приложение 13) находим пересечение конечной и начальной влажности, Ав = 1,48

τ = 84,31,ч

КПСК 07.00 ПЗ

лист

Изм

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

2.Расчотно-техничиска часть.

Технологическая часть.

Целью технологического расчета является определение количества камер, необходимого для сушки материала заданной спецификации.

2. 1Выбор и обоснование режима сушки

В зависимости от требований, предъявляемых к качеству высушиваемой древесины

пиломатериалы могут высушиваться режимами различных категорий. По температурному уровню режимы делятся на мягкие, нормальные, форсированные и высокотемпературные.

В соответствии с назначением материала выбираю нормальный ( н ) режим, конечная влажность равна 6%.категория качества II.

Выбранные режимы сушки представлены в таблице:

Таблица 1-Режимы сушки

2.2Расчет продолжительности сушки пиломатериалов.

а) рассчитываю продолжительность сушки сосны

τ = τ_исх × А_р × А_ц × А_в × А_к × А_д, ч

τ_исх = 72 (ч)

А_ц = А_р × τ_исх

А_ц =0,688

А_р = 1 – для нормального режима сушки.

А_к = 1,15 – для 2 категории качества.

Находим коэффициент А_в. В таблице (приложение 13) находим пересечение конечной и начальной влажности, А_в=1,48

τ = =84.31(ч)

КПСК 07.00 ПЗ

Изм

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

Разраб.

Карпов

Расчетно- техническая часть

Лит.

Лист.

Листов

Пров.

Рогожинская

У

1

6

Вит ГТК.

гр47.

б) рассчитываю продолжительность сушки ольхи

τ = τ_исх × А_р × А_ц × А_в × А_к × А_д, ч

τ_исх = 81 (ч)

А_ц = А_р × τ_исх

А_ц =0,7235

А_р = 1 – для нормального режима сушки.

А_к = 1,15 – для 2 категории качества.

Находим коэффициент А_в. В таблице (приложение 13) находим пересечение конечной и начальной влажности, А_в=1,52.

τ = =102,4(ч)

в) рассчитываю продолжительность сушки для березы.

τ = τ_исх × А_р × А_ц × А_в × А_к × А_д, ч

τ_исх = 105 (ч)

А_ц = А_р × τ_исх

А_ц = 0,80375

А_р = 1 – для нормального режима сушки.

А_к = 1,15 – для 2 категории качества сушки.

Находим коэффициент А_в. В таблице (приложение 13) находим пересечение конечной и начальной влажности, методом интерполяции А_в = 1,565

τ = 105 × 1 × 0,80375×1,565 1,15 × 1 = 151,8(ч)

г) рассчитываю продолжительность сушки бука.

τ = τ_исх × А_р × А_ц × А_в × А_к × А_д, ч

А_р = 1 – для нормального режима сушки.

τ_исх = 159(ч)

А_ц = 0,919

А_к = 1,15 – для 2 категории качества сушки.

А_в = 1,565 А_д = 1

τ = 159 × 1 × 0,919 × 1,565 × 1,15 × 1 = 262,9(ч)

Рассчитываю продолжительность оборота камеры при сушке пиломатериалов в камере ЛС-2-2

τ_об = τ + τ_з.р, (сут)

где τ – продолжительность сушки (сут).

τ_з.р – продолжительность загрузки и разгрузки камеры, принимается равной 0,1 суток при механизированных способах загрузки.

Для сосны τ_об = 3,4+ 0,1=3,5 (сут)

Для ольхи τ_об =4,2 + 0,1 =4,3 (сут)

Для березы τ_об = 6,3+ 0,1=6,4 (сут)

Для бука τ_об = 10,9+ 0,1= 11 (сут)

Результаты расчётов свожу в таблицу 2.3.

КПСК 07.00 ПЗ

лист

2

Изм

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

Таблица 3 – Расчёт продолжительности сушки и оборота камеры.

2.3 Перевод объёма фактических материалов, подлежащих сушке, в объём условного материала.

Под условным материалом понимают сосновые обрезные доски толщиной 40 мм, шириной 150 мм, высушиваемые по 2 категории качества от начальной влажности 60% до конечной влажности 12%.

Объём подлежащих сушке пиломатериалов (Фi) переводится в объём условного материала (Уi) по формуле:

У_i = Ф_i × К_τ × К_е , м³ усл

Где Ф_i – объём подлежащих сушке фактических пиломатериалов заданных в спецификации, м3;

К – переводной коэффициент.

К = К_τ× К_е

К_τ – коэффициент продолжительности оборота;

К_е – коэффициент вместимости камеры.

К_τ =τ_об.ф / τ_об.усл

КПСК 07.00 ПЗ

лист

3

Изм

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

τ_об.ф – продолжительность оборота камеры при сушке фактического материала, сут.

τ_об.усл – продолжительность оборота камеры при сушке условного материала, сут.

К_е = β_усл/β_ф

Где Е_усл – вместимость камеры на условном материале, м³;

Е_ф – вместимость камеры на материале заданной характеристики, м³;

β_усл – объёмный коэффициент заполнения штабеля условным материалом;

β_ф – объёмный коэффициент заполнения штабеля фактическим материалом.

Нахожу объёмный коэффициент заполнения штабеля.

β= βд × βш × βв × ((100-У₀)/100)

где: βд, βш, βв-линейные коэффициенты заполнения штабеля по его длине, ширине, высоте.

У₀-объёмная усушка древесины зависящая от породы древесины и определяется по формуле

У=К(w-w)

Где:К-табличный коэффициент объемной усушки зависящий от породы древесины,

W-начальная влажность пиломатериалов,

W-конечная влажность пиломатериалов

βд = 1

Принимается для пиломатериалов равной длины, для пиломатериалов различной длины или заготовок принимается равным 0,85

βв=S/S+Sпр

где :S - толщина пиломатериалов, мм.

Sпр - толщина прокладок, (25 мм).

βш = 0,9 -для всех пород, т.к способ укладки без шпаций, доски обрезные.

Нахожу условный коэффициент заполнения штабеля:

Βусл = βд × βш × βв × ((100-У₀)/100)

Для условного материала βд = 1

Для условного материала У₀=0,44(20-6)=3,52

βв=40/(40+25)=0,615

βш=0,90 -т.к доски обрезные со способом укладки без шпаций.

Βусл = 1×0,90×0,615×((100-3,52)/100)=0,534

Фактический коэффициент заполнения штабеля.

Для сосны, βд = 1

βв = 32/(32+25) =0,56

βш = 0,90

У=0,44(20-6)=6,16

β = 1 × 0,90 × 0,56 × ((100-6,16)/100) = 0,473

Для ольхи:

βд = 1

βв = 25/(25+25) = 0,5

βш=0,90

Уо=0,43×(20-6)=6.02

β = 1 × 0,5 × 0,90 × ((100-6,02)/100) = 0,423

Для березы:

βд = 1

βв = 40/(40+25) = 6,15

βш=0,90

Уо=0,54 ×(20-6)=7,56

β = 1 × 0,615× 0,90 × ((100-7,56)/100) = 0,511

КПСК 07.00 ПЗ

лист

4

Изм

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

Для бука:

βд = 1

βв = 40/(40+25) = 6,15

βш=0,90

Уо=0,47 ×(20-6)=6,58

β = 1 × 0,615× 0,90 × ((100-6,58)/100) = 0,517

Произвожу перевод фактический объем пиломатериалов в условный.

Произвожу расчет продолжительности сушки условного материала необходимой

для определения коэффициента К_τ

τ = τ_исх × А_р × А_ц × А_в × А_к × А_д, ч

А_р = 1 – для нормального режима сушки.

τ_исх = 88(ч)

А_ц = 0,748

А_к = 1,15 – для 2 категории качества сушки.

А_в = 1А_д = 1

τ = 88 × 1 × 0,748 × 1× 1,15 × 1 = 75,69(ч)

τ_{об=3,15+0,1=3,25}

Перевожу фактический объём сосны в условный объём.

К_е =1,25

К_τ =1,07

У=6000×1,07×1,25=8025м³ усл.

Перевожу фактический объем ольхи в условный объем.

К_е=1,26

К_τ=1,32

У=5000×1,26×1,32=8316м³усл

Перевожу фактический объем березы в условный объем.

К_е=1,04

К_τ=1,96

У=7500×1,04×1,96=15288м³усл

КПСК 07.00 ПЗ

лист

5

Изм

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

Перевожу фактический объем бука в условный объем

К_е=1,03

К_τ=3,38

У=5500×1,03×3,38=19147м³усл

2.4 Расчет годовой производительности камеры на условном материале.

Нормативная годовая производительность камеры на условном материале рассчитывается по формуле:

П_у = 335/ τоб.усл × β_усл×Г, м³/год

где 335- плановая продолжительность работы камеры в течение календарного года с учетом необходимости их периодического ремонта (сутки);

Г- габаритный объем всех штабелей в камере, м³ .

Г= L×B×H×m

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

m – число штабелей

Г= 6,5×1,8×3,0×4 =140,4 (м³)

П_у=335/3.25×0,454×140,4 =7728 м³/год.

2.5 Расчёт требуемого количества сушильных камер.

Требуемое количество камер рассчитывается по формуле:

n=У/П_у

где: У-общий объём условного материала,м³ усл.

Пу-годовая производительность одной камеры в условном материале, м³усл/год.

Принятое количество камер определяется округлением n до ближайшего целого числа.

У=8025+8316+15288+19147=50776 м³

n=50776 /7728=6,57

Принимаю к установке 7 четырехштабельных камер.

КПСК 07.00 ПЗ

лист

6

Изм

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

3. Тепловой расчёт.

Цель теплового расчета в паровых сушилках состоит в определении расходов тепла и пара, выборе типа и расчете нагревательных устройств.

В качестве расчетного материала принимаю обрезные сосновые доски Т=40 мм. Расчет веду по 2-ой ступени сушки.

3.1 Определение параметров агента сушки на входе в штабель.

1.Парциальное давление пара в воздухе:

Р_п1= Р_н1×φ₁ , Па

где: Р_н1-давление насыщенного пара при температуре t_1,Па.

Определяю по таблице Рн1=48160,Па.

Р_п1=48160×0,64=30822,4 Па

2.Влагосодержание воздуха:

d₁=622×( Р_п1/(100000 - Р_п1)), г/кг

d₁=622×(30822,4 /(100000-30822,4))=277,1 г/кг

3.Теплосодержание воздуха:

J_I=1.0t+0,001d₁×(1.93t₁+2490), кДж/кг

J_I=1×80+0,001×277,1 ×(1,93*80+2490)=812,76 кДж/кг

4.Удельный объём воздуха:

V₁=4,62×10^-6×(t₁+273)×(622+d₁),м³/кг

V₁=4,62×10^-6×(80+273)×(622+277,1)=1,466 м³/кг.

5. Плотность воздуха:

ρ₁ =349-(132d₁/(622+d₁))/(273+t₁), кг/ м³.

ρ₁=349-(132×277,1 /(622+277,1))/(273+80)=0,87 кг/ м³.

Таблица 5 – Параметры агента сушки на входе в штабель.

КПСК 07.00 ПЗ

Изм

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

Разраб.

Карпов

Тепловой расчет.

Лит.

Лист.

Листов

Пров.

У

1

Вит ГТК.

гр47.

3.2 Расчёт количества испаряемой из материала влаги.

Количество испаряемой влаги измеряют в двух вариантах:

а). Количество влаги испаряемой из 1м³ древесины:

М_{1 м3}=ρ_б×( W_н-W_к)/100, кг/м³

Где: ρ_б –базисная плотность древесины, кг/м³.

W_н-W_к- соответственно начальная и конечная влажность, %.

б).Масса влаги, испаряемой из древесины в единицу времени:

М_р=М₁×Г× β×А_к×X/(3600× τсуш), кг/с.

где: Г- габаритный объём всех штабелей в камере, м³.

А_к- коэффициент, учитывающий качество сушки.

X- коэффициент неравномерности скорости сушки.

Для кедра : ρ_б = 350 кг/м³.

М_{1 м}³=350×(65- 6)/100=236 кг/м³

М_р=236×140,4×0,473×1,15×2,3/(3600×84,31)=0,136 кг/с.

3.3 Определение объема циркулирующего агента сушки и его параметров на выходе из штабеля.

Камеры периодического действия. Низкотемпературный процесс.

Объем циркулирующего по штабелю агента сушки V_шт и температурный перепад в штабеле ∆t_шт взаимосвязаны между собой: чем выше скорость циркуляции, тем меньше ∆t_шт. Высокие значения ∆t_шт свидетельствуют о неравномерности просыхания материала, что влияет на качество сушки. Поэтому значение ∆t_шт не должно превышать величины ∆t на первой ступени режима. Объем циркулирующего в единицу времени в штабеле агента сушки определяется по формуле:

V_шt =m×V_мат×F_ж.с.шт,м³/с,

где m- количество штабелей в плоскости, перпендикулярной направлению потока воздуха(принимаем два штабеля).

V_мат – скорость циркуляции по материалу, соответствующая той, которая была принята при определении продолжительности сушки в технологическом расчете и при определении количества испаряемой влаги, м/с;

F_ж.с.шт – площадь живого сечения штабеля (свободная для прохода агента сушки) , м².

F_ж.с.шт = L×H×(1-β_д×β_в), м²,

где L,H – длина и высота штабеля, м;

β_д, β_{в –} коэффициент заполнения штабеля по длине и высоте, определяются соответственно по формулам.

F_ж.с.шт =6,5×3×(1-1×0,56)=8,58 м²

V_mat=2.5м/с

V_шt =2×2,5×8,58=42,9 м³/с.

КПСК 07.00 ПЗ

лист

2

Изм

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

Влагосодержание агента сушки на выходе из штабеля определяют по формуле

d₂=1000/ġ_шт+d₁, г/кг

где ġ_шт – удельный расход циркулирующего агента сушки (по сухой массе) на 1 кг испаряемой влаги, кг сух.возд./кг влаги

g_шт=G_шт/М_р; кг сух.возд/кг влаги,

где G_шт – масса циркулирующего по материалу агента сушки в единицу времени.

G_шт=V_шт/V₁, кг/с.

где V₁ – приведенный удельный объем (принимается по Jd-диаграмме, по t₁ и φ₁ по расчетной ступени режима).

G_шт=42,9/1,466=29,26 кг/с

g_шт=29,26 /0,136=215,1кг сух. возд/кг влаги

d₂=1000/215,1+277,1=281,7г/кг

Остальные параметры сушильного агента на выходе из штабеля можно определить по аналогичным формулам, по которым определяли состояние сушильного агента на входе в штабель.

t₂=t₁-((d₂-d₁)/(0,4+0,0003(d₂+d₁))). C⁰

t₂=80-((281,7-277,1)/(0,4+0,0003(281,7+277,1)))=71,9 C⁰

Р_п2=d₂× 100000/ 622 + d ₂ , Па

Р_п2= (281,7×100000)/ (622 +281,7) =31171 Па

J₂=1,0×71,9+0,001×281,7×(1,93×71,9+2490)= 812,42кДж/кг

V₂=4.62×10^-6(273+71,9)(622+281,7)=1,433 м³/кг.

p₂=(349-(132×281,7)/(622+281,7))/(273+71,9)=0,89 кг/м³.

Р_н2 = 36698 Па

φ₂ = Р_п2 / Р_н2

φ₂= 31171/ 36698 = 0,84

Таблица 6 – Параметры агента сушки на выходе из штабеля.

КПСК 07.00 ПЗ

лист

3

Изм

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

3.4 Расчёт расхода тепла на сушку.

Расход тепла на сушку складывается из затрат тепла на прогрев материала, испарения из него влаги и на потери тепла через ограждения камеры.

Расчёты ведутся для зимних условий с целью определения максимальной нагрузки на котельную.

а). Расходы тепла на прогрев 1 м³ древесины для зимних условий:

q_{пр.1м3 зим} = q_{пр.1 кг.зим.}×p_wн, кДж/м³.

q_{пр.1кг зим} – затраты тепла на прогрев 1 кг влажной древесины в зимних условиях, кДж/м³; Определяется по диаграмме рис. 3 приложения,

как сумма абсолютных теплосодержаний древесины заданной начальной влажности при нагреве от температуры t_{расч.зим} до температуры t_пр. Температуру t_{расч.зим} определяю по таблице 32 приложения. Температуру t_пр определяю по таблице 38 приложения в зависимости от толщины и категории режима сушки материала.

p_wн – плотность древесины расчётного материала при заданной начальной влажности, кг/м³. (определяю по диаграмме рис. 4 приложения).

p_wн=650кг/м³.

q_{пр.1м3 зим} = 385×650=250250 кДж/м³.

t_{расч зим}=-20. t=-105.

t_пр=94. t=280.

q_{пр1кгзим}=105+280=385кДж/кг

б). Расход тепла на прогрев древесины в камере в секунду для зимних условий:

Q_ПР.ЗИМ=q_{пр 1 м}³_зим×Г_пр×β_ф/3600×τ_пр, кВт

где Г_пр- габаритный объем прогреваемых штабелей, м³.

В камерах периодического действия Г_пр – Г

В_ф- объемный коэффициент заполнения штабеля фактическим (расчетным) материалом;

τ_пр - продолжительность начального прогрева древесины, ч. Ориентировочно τ_пр определяется из расчета 1 ч на каждый сантиметр толщины материала.

Q_ПР.ЗИМ=(250250×140,4×0,472)/3600×3,12=1476 кВт.

в). Удельный расход тепла на начальный прогрев древесины (на 1 кг подлежащий испарению влаги) в зимних условиях:

q_пр.зим=q_{пр 1 м}³ _зим /М₁м³, кДж/кг

q_пр.зим = 250250/236=1060 кДж/кг.

г). Удельный расход тепла на испарение 1 кг влаги для зимних иусловий:

- при низкотемпературном процессе сушки (режимы М, Н, Ф)

q_исп =1000×Ј₂ -Ј₀/d₂ -d₀ -Св×t_м, кДж/кг,

где Ј₂ ,d₂ – тепло и влагосодержание отработанного воздуха, выбрасываемого из камеры;

Ј₀ ,d₀- тепло и влагосодержание свежего воздуха, поступающего в камеру;

С_в-удельная теплоёмкость воды, С_в=4,19кДж/(кг.град.). При поступлении свежего воздуха из помещения цеха допустимо принять d₀=10 г/кг, J₀=46 кДж/кг.

t_м=t_с-∆t₂=75-5=70C⁰.

q_исп = 1000×((812,42-46)/(281,7-10))-4,19×70=2535 кДж/кг

КПСК 07.00 ПЗ

лист

4

Изм

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

д ). Расход тепла в камере на испарение влаги для зимних условий:

Q_исп=q_исп×М_р, кВт

где Q_исп – удельный расход тепла на испарение 1 кг влаги;

М_р – расчётное количество испаряемой влаги, кг/с.

Q_исп= 2535×0,13657=346,2кВт.

е). Расчёт потерь тепла через торцевую стену выходящую в коридор управления:

Q_{огр.зим}=S×К×(t_кам-t_расч)×С×10^-3, кВт,

где S – площадь поверхности ограждения, м²

K – коэффициент теплопередачи данного ограждения, Вт/(мг² рад).

Значения К принимаются индивидуально для каждой части ограждения

t_кам – температура агента сушки в камере. Определяется как среднее значение температуры на входе и выходе из штабелей, то есть.

t_кам=(t₁ + t₂)/2,⁰С.

t_кам=(80+71,9)/2=75,95⁰С.

где t_расч – расчётная температура вне камеры для зимних условий, ⁰С;

C – коэффициент увеличения потерь, равный 1,5 при мягких режимах сушки и 2 при нормальных, форсированных и высокотемпературных режимах.

Если ограждения располагаются внутри здания сушильного цеха, то t_расч принимается 15…20C.

Q_{огр.зим} = 25,4×0,27×(75,95-20)×2×10^-3 = 0,76 кВт

ж). Расчет потерь тепла через торцевую стену выходящую в траверсный коридор за вычетом дверей

Q_{огр.зим} = 10,2×0,27×(75,95-10)×2×10^-3 = 0,30 кВт

з). Расчет потерь тепла через двери

Q_{огр.зим} =15,3×0,4×(75,95-20)×2×10^-3 = 0,68 кВт

и). Расчет потерь тепла через верхнюю секцию

Q_{огр.зим} = 95,3×0,27×(75,95-20)×2×10^-3 = 2,87 кВт

к). Расчет потерь тепла через пол

Q_{огр.зим} = 76,8×0,135×(75,95-(-20))×2×10^-3 =1,98кВт

л). Расчет потерь тепла через боковую стенку

Q_{огр.зим} = 46,2×0,27×(75,95-20)×2×10^-3 = 1,39 кВт

Расчёт потерь тепла через ограждения камеры свожу в таблицу 2.7

КПСК 07.00 ПЗ

лист

Изм

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

Таблица –7 Потери тепла через ограждения камеры

Общие теплопотери через ограждения камеры для зимних ΣQ_{огр.зим} находятся путём суммирования потерь тепла через все ограждающие конструкции.

ΣQ_{огр.зим} = 1,9 + 1,8 + 0,82 + 7,34 + 1,05 + 1,04 = 13,95 кВт.

м). Удельный расход тепла на потери через ограждения (на 1кг испаряемой влаги) для зимних условий:

q_{огр.зим} = ΣQ_{огр.зим} / М_р, кДж/кг.

ΣQ_{огр.зим} =1,39+0,30+0,76+0,68+2,87+1,98=7,98кВт.

q_{огр.зим} = 7,98 / 0,136 = 58,67 . кДж/кг.

н). Суммарный удельный расход тепла на сушку для зимних условий:

q_зим = (q_пр.зим+q_{исп.зим}+q_{огр.зим})×C1, кДж/кг.

q_зим = (1060 + 2535 +58,67) × 1,2 = 4384,4 кДж/кг.

КПСК 07.00 ПЗ

лист

Изм

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

3.5 Определение расхода воды.

Часовой расход горячей воды на 1 камеру в период прогрева и сушки .

М1^пр, М1^суш кг/час буду рассчитывать для зимних условий по формулам.

М₁^пр=кг/час.

М₁^пр==80383,80 кг/ч

М₁^суш=кг/час.

М₁^суш==19714,34 кг/ч

Где С-теплоёмкость воды при заданной температуре, и принимается равной 4,19кДж/кг.

t^’₁, t₂^’-соответственно температура воды на входе и на выходе из калориферов.

Определяю необходимые для расчета параметры. t-горячей воды на входе в калорифер составляет 130 ⁰С,а на выходе из него температура принимается на 10-30 ⁰С и составляет 110⁰С.

Определяю количество камер в которых одновременно идет прогрев и сушка пиломатериалов.

N_пр=N/6 ; N_суш=N-N_пр. Где N-число камер в сушильном цехе. N_пр -число камер в которых одновременно проводится прогрев, N _суш -число камер в которых одновременно проводится сушка.

N_пр=7/6=1,166 принимаю равным 2 ; N_суш=7-2=5..

Часовой расход горячей воды на цех.

М_ц=М^пр₁×N_пр+М₁^суш.

Расход горячей воды на сушку 1м³ расчетного материала, определяем для зимних условий.

М_ц=80383,80×2+19714,34 =180481,94кг/ч

М_в=

D-масса влаги испаряемой из 1м³, q_{суш.зим} – суммарный удельный расход теплоты на сушку при зимних услових.

М_в==12347,47кг/м³

Рассчитываю среднюю продолжительность сушки заданных пиломатериалов.

τ_суш.ср= τ₁×ф₁+ τ₂×ф₂+τ₃ ×ф₃+τ₄×ф₄/

τ_суш.ср=(3,5×6000+4,3×5000+6,4×7500+11×5500)/6000+5000+7500+5500

=6,291

Для расчетного материала определяю отношение τ_суш.ср/ τ_суш

6,291/3,5=1,79. Сτ.з=1,79 принимаю равным 2 иопределяю Сτ.з по таблице 35 методических указаний. Сτ.з=1,2

КПСК 07.00 ПЗ

лист

Изм

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

Годовой фонд расхода воды на сушку всего заданного объема пиломатериалов для среднегодовых условий рассчитываю по формуле

М_г=М_в× ×Сτ.з

Где Сτ.з- табличное значение полученное по итогам расчета отношения , -суммарный фактический объем высушиваемых пиломатериалов.

М_г=12347,47×24000×1,2=355607136т/год

КПСК 07.00 ПЗ

лист

Изм

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

Введение.

Сушка- это процесс удаления влаги из древесины путем ее испарения. Физическая сущность процесса сушки заключается в том что нагретый воздух направляют к сырому материалу при соприкосновении с которым он отдает тепло (охлаждается), а влага за счет принятого ею из воздуха тепла принимает парообразное состояние и удаляется из древесины этим же но уже охлажденным воздухом.

Основными целями сушки является:

1.Уменьшение формоизменяемости и коробления материала.

2.Уменьшение веса древесины в 1,5 – 2 раза.

3.Предохранение древесины от поражений насекомыми, гнилью и грибами и прочими дереворазрушающими организмами.

4.Увеличение срока службы древесины.

5.Улучшение выполнения последующих технологических операций.

Для сушки пиломатериалов существуют следующие способы сушки древесины:

1.Конвективная газопаровая.

2.Конвективная атмосферная.

Газообразными агентами сушки могут быть:

- атмосферный воздух

- топочные газы

- водяной пар и их смеси.

Газопаровая сушка, проводимая в специальных помещениях-камерах, называется, также – камерной, скорость которой поддаётся регулированию. При этом способе сушки можно получить материалы требуемой влажности и качества.

Атмосферная сушка – производится на открытых складах или под навесом. В качестве сушильного агента выступает атмосферный воздух. Эта сушка почти не поддаётся регулированию. Также атмосферная сушка может применяться в сочетании с камерной сушкой.

Также существуют:

Контактная сушка – древесина непосредственно соприкасается с нагретыми поверхностями.

Сушка в гидрофобных жидкостях – заключается в том, что влажную древесину погружают в ванну с масляным раствором, нагретым выше 100^оC. Влага в древесине быстро нагревается до точки кипения, и образовавшийся пар будет стремиться выйти из древесины, в воздух, преодолевая сопротивление слоя масла.

Сушка в поле токов высокой частоты – отличается высокой интенсивностью. Этот способ является дорогим и требует сложного оборудования.

Вакуумная сушка – штабель пиломатериалов помещают в герметичную камеру (автоклав), где вакуум-насосом создаётся пониженное давление. В вакууме температура кипения воды ниже, чем при атмосферном давлении. Данный процесс относится к высокоинтенсивным процессам и проходит при сравнительно невысокой температуре среды, при сохранении всех природных свойств древесины.

КПСК 07.00 ПЗ

Изм

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

Разраб.

Введение.

Лит.

Лист.

Листов

Пров.

У

1

2

Вит ГТК.

гр47.

В настоящее время поставлены следующие задачи дальнейшего развития деревообрабатывающей промышленности.

1.Механизация трудоёмких погрузочно-разгрузочных и транспортных работ в сушильном хозяйстве.

2.Автоматизация процессов управления сушилками и оснащение сушильных установок современной контролируемой измерительной аппаратурой и лабораторным оборудованием.

3.Разработка и внедрение в сушильную практику новой передовой технологии сушки древесины.

4.Обеспечение дальнейшего развития сушки древесины централизованно изготовленными вентиляторами и тепловым оборудованием, элементами охлаждения камер.

КПСК 07.00 ПЗ

лист

2

Изм

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

3.7Составление рабочего времени режима сушки пиломатериалов в камерах периодического действия.

Перечень технологических операций, осуществляемых в камере, представлен в таблице 8 в необходимой последовательности. Необходимо указать параметры среды и ориентировочную продолжительность технологических операций процесса сушки заданных пиломатериалов.

а). Начальный прогрев древесины.

Для интенсивного прогрева древесины перед сушкой в камере создаю высокую степень насыщенности среды при повышенной, по сравнению с первой ступенью режима сушки, температуре.

Температуру среды при прогреве пиломатериалов сосны поддерживаю в зависимости от толщины и категории режима сушки. Определяю по таблице 38.

t_пр = 94 ^оС

Психрометрическую разность при начальном прогреве поддерживаю на уровне 0,5 – 1,5 ^оС.

Во время прогрева в камеру подаю пар через увлажнительные трубы при включенных калориферах, работающих вентиляторах и закрытых приточно-вытяжных каналах. На прогрев древесины расходуется много пара, поэтому проводить начальный прогрев одновременно во многих камерах сушильного блока не рекомендуется. Ориентировочно длительность начального прогрева определяю из расчета 1 час на каждый сантиметр толщины материала.

Т_пр = 3,2

б). Сушка до переходной влажности 25% .

После прогрева древесины осуществляю ее сушка по первой и второй ступени режима сушки. Параметры сушильного агента приведены в таблице 8

в). Промежуточную влаготеплообработку не провожу, так как данные пиломатериалы спецификации не соответствуют повышенным толщинам отмеченным в таблице 39 приложения значком «х».

г). Сушку до конечной влажности провожу при параметрах третей ступени режима сушки. Параметры указаны в таблице 8

д). Конечную влаготеплообработку провожу с целью снятия или уменьшения остаточных внутренних напряжений. Конечной влаготеплообработке подвергаю пиломатериалы, высушиваемые по 1 и 2 категориям качества. Во время обработки конечной обработки температура среды поддерживаю на 8 ^оС выше температуры на последней ступени режима, но не выше 100 ^оС.

t = 100 ^oC, так как температура среды последней ступени режима сушки 100 ^oC.

Психрометрическую разность устанавливаю равной 0,5 ^oC.

Продолжительность конечной влаготеплообработки принимаю по таблице 39 приложения.

Т_вл = 2ч

е). Подсушка после конечной влаготеплообработки

После конечной влаготеплообработки пиломатериалы выдерживаю в камере при психрометрической разноси последней ступени режима сушки в течении 2-3 часов для подсушки поверхностных слоев.

КПСК 07.00 ПЗ

лист

Изм

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

ж). Кондиционирующая обработка.

Кондиционирующую обработку не провожу, так как она проводится только для пиломатериалов высушиваемых по первой категории качества сушки.

з). Охлаждение материала в камере.

Охлаждение материала в камере до 30-40 ^oC провожу при открытых приточно-вытяжных каналах и неработающих вентиляторах, подачу воды в калориферы прекращаю, двери полуоткрываю. Ориентировочная продолжительность охлаждения составляет 1 час на каждый сантиметр толщины материала.

Т_олж = 3, 2ч.

Таблица 8 – Рабочий режим процесса сушки в камерах периодического действия.

3.8Требования к качеству сушки.

В зависимости от назначения древесины, а, следовательно, от категории качества сушки, установлены различные требования к качеству высушенной древесины.

Нормы показателей качества сушки пиломатериалов и заготовок приведены в таблице.

К показателям качества сушки относятся также пересортица (величина перехода пиломатериалов после сушки из более высоких в более низкие сорта) и неисправимые дефекты (брак) в результате коробления и растрескивания древесины.

КПСК 07.00 ПЗ

лист

Изм

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

Таблица – Нормы показателей качества сушки пиломатериалов

и заготовок

КПСК 07.00 ПЗ

лист

Изм

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

3.6 Разработка плана сушильного цеха.

Основой для ориентировочного расчета площади сушильного цеха служит площадь всех сушильных камер, определяемая исходя из конструкции камеры и их потребного количества, определенного в технологическом расчете, и составляющая в среднем 25% от общей площади цеха.

Планировка цеха обеспечивает рациональную организацию всего технологического процесса в цехе, механизацию трудоемких погрузочно-разгрузочных и транспортных операций, соблюдение требований техники безопасности и санитарных норм и т.д. Состав основных участков и помещений цеха зависит от применяемого типа камер, принятых способов и механизмов по формированию и расформированию сушильных штабелей, а также от планируемой механизации транспортных работ и мощности цеха. Перечень участков и помещений сушильного цеха и примерное соотношение их площадей указаны в таблице 37 приложения. Центральное место на планировке занимает блок сушильных камер.

Участок формирования сушильных штабелей располагаю близко от дверей цеха, через которые завозят пакеты сырых пиломатериалов, здесь же размещаются пакеты прокладок, механизм укладки сушильных штабелей.

Склад сырых пиломатериалов обеспечивает загрузку камер в установленные сроки. Количество штабелей на складе равно суточному запасу пиломатериалов, что составляет 15-25% от количества штабелей во всех камерах, но не менее числа штабелей в одной камере при малом количестве камер.

Емкости склада сухих пиломатериалов (остывочное помещение) рассчитаны на хранение двух-четырехсуточного запаса пиломатериалов, что приблизительно соответствует емкости блока камер периодического действия. Участок расформирования сушильных штабелей располагаю близко к остывочному помещению.

Для внутрицеховых перевозок сушильных штабелей использую рельсовый транспорт. Ширина колеи 1000мм. Для перемещения штабелей с одной колеи на другую применяю траверсную тележку, движущуюся вдоль фронта сушильных камер по рельсам, уложенным в специальном углублении, называемом траверсным коридором.

Площадь служебных и бытовых помещений определяю по данным таблицы 37 приложения. На планировке цеха служебные и бытовые помещения располагаю рядом.

S_кам = L × B × n, м ²

где L – длина камеры;

B – ширина камеры;

n – количество камер.

S_кам = 13,9 × 5,9 × 7 = 574,07. М²

Так как сушилки занимают 25% от площади цеха то площадь цеха будет равна 2296,28. М²

КПСК 07.00 ПЗ

лист

Изм

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

Таблица– Соотношение площадей участков сушильного цеха.

КПСК 07.00 ПЗ

лист

Изм

Лист

№ докум.

Подп.

Дата