1.2Пересчет объема фактического пиломатериала в объем условного материала

Для учета производительности лесосушильных камер и планирования их работы установлена неизменная учетная единица-кубометр условного материала, которому эквивалентны сосновые брус толщиной 180 мм, шириной 180 мм, длиной более 1 м, высушиваемые по II категории качества от начальной влажности 60 до конечной 12%.

Объем высушенного пиломатериала заданной спецификации Фi, м3 ,пересчитывается в объем условного материала Уi, м3, по формуле

,м² усл,

где Ф_i- объем высушенных или подлежащих сушке фактических пиломатериалов данного размера и породы, м3;

К_τ- Коэффициент продолжительности оборота

,

где τ_об.ф.- продолжительность оборота камеры при сушке фактического материала, суток;

τ_{об.. усл} - продолжительность оборота камеры при сушке условного материала, суток.

Продолжительность одного оборота при сушке фактического (τ_об.ф) или условного (τ_{об.. усл}) материала для камер периодического действия (в сутках) определяются по следующим выражениям.

τ_об.ф=τ_{об.. усл} =τ_суш.+τ_загр.

где τ_суш - продолжительность сушки фактического или условного материала, суток;

τ_загр - продолжительность загрузки и выгрузки материала, суток. При механизированной загрузке и выгрузке принимается равной 1 суток.

К_Е - Коэффициент вместимости камеры

Где β_усл - объемный коэффициент заполнения штабеля условным материалом;

β_ф-объемный коэффициент заполнения штабеля фактическим материалом.

Характеристика материала

Продолжит. Оборота камеры

Коэффициенты

Объём пиломатериала,м2

порода

Толщина мм,

Ширина,мм

τоб.усл.

τоб.усл.

Кτ

βф

βусл.

КЕ

Заданный Ф

В усл. матер. У

Сосна

180

180

15

15

1

0,41

0,41

1

50

54

1.4 Расчет годовой производительности камеры в условном материале

Нормативная годовая производительность камеры на условном материале рассчитывается по формуле:

Где 335 - плановая продолжительность работы камер в течение календарного года с учетом необходимости их периодического ремонта, суток Г- габаритный объем всех штабелей в камере, м ,

Г=L*B*m, м³,

L,B,H -габаритные размеры штабеля (длина, ширина, высота.). m-число штабелей в камере.

Г=110,5,м2

1.5. Расчет потребного количества сушильных камер

Потребное количество камер рассчитывается по формуле

где ∑У- общий объем условного материала, подсчитанный в табл. 2.3, м³ усл.; П_у - годовая (плановая) производительность одной камеры в условном материале, м³ усл./год

Принимаем к строительству 10 камер.

1.6. Определение параметров агента сушки на входе в штабель

Таблица 2.4 - Параметры агента сушки на входе в штабель

Наименование	Обозначение	Единица измерения	Значение
1. Температура	Т1	°C	95
2. Относительная влажность (степень насыщения).	φ1	—	0,64
3 .Влагосодержание	D1	г/кг	275
4.Теплосодержание (энтальпия).	I1 (i1)	кДж/кг	790
5. Парциальное давление пара.	Pn1	Па	30
6.плотность	P1	кг/м3	0,87
7.Удельный объем	V1	м3/кг	1.47
8.Температура смоченного термометра	tm	°С	80
9.Удельная теплоемкость	Cnl	кДж/(кг град)	-

1.7. Расчет количества испаряемой влаги

а) Масса влаги, испаряемой из 1 м .древесины

где, μ_б - базисная плотность древесины, кг/м (см. табл. 28 приложений); W_н W_к - соответственно начальная и конечная влажность, %;

б) Масса влаги, испаряемой за время одного оборота камеры

М_об. = М₁•Е_ф=208*45,3=9423,4кг/об

Е_ф -вместимость (ёмкость) камеры, м ;

Е_ф = Г •β_ф=110,5*0,41=45,3кг/об

где, Г - габаритный объём всех штабелей в камере, м³;

β_ф - объёмный заполнения штабеля фактическим (расчётным) материалом;

в) Масса влаги, испаряемой из камеры в секунду

где, τ - продолжительность собственно сушки расчётного материала без учёта продолжительности начального прогрева и влаготеплообработки,

где, τ_суш - общая продолжительность сушки расчетного материала, ч

А_к - коэффициент, учитывающий качество сушки, значение которого было определено ранее в технологическом расчете.

г) Расчетное количество испаряемой влаги в секунду

X - коэффициент неравномерности скорости сушки = 1,4.

1.8. Параметры агента сушки на выходе из штабеля

Таблица 1.5 — Параметры агента сушки на выходе из штабеля

Наименование	Обозначение	Единица измерения	Значение
1. Температура	т2	°C	94
2. Относительная влажность (степень насыщения).	Ф2	—	0,68
3 .Влагосодержание	D2	г/кг	276
4.Теплосодержание (энтальпия).	I2(i2)	кДж/кг	810
5. Парциальное давление пара.	Pn2	Па	31
6.Плотность	P2	кг/м"*	0,87
7.Удельный объем	v2	м"7кг	1,47
8.Температура смоченного термометра	tm	°с	67
9.Удельная теплоемкость	Cnl	кДж/(кг град)	-

а) Параметры агента сушки на выходе из штабеля определяют на Jd - диаграмме при помощи построения линии процесса сушки. Точку 1, характеризующую состояние агента сушки на входе в штабель, находят по указанным в табл. 4 параметрам. Точку 2 получают на пересечении линии J = cost, (J] = ,1₂), исходящей из точки 1, с линией t₂ = t_M + At. Значения t_M = ti+Ati и Доопределяются по режиму сушки расчетного материала (см.табл.16). Для точки 2, характеризующей состояние агента сушки на выходе из штабеля, определяются все параметры и заносятся в табл. 5.

б) Удельный расход циркулирующего агента сушки на 1 кг испаряемой влаги.

в) Масса циркулирующего по материалу агента сушки в секунду.

г) Объём циркулирующего по материалу агента сушки определяется по формуле

где, L, Н - длина и высота штабеля, м;

β_Д *β_В- коэффициент заполнения штабеля по длине и высоте

1.9. Расчет приточно-вытяжных каналов

а) Удельная масса свежего и отработавшего воздуха.

где, do - влагосодержание свежего воздуха, г/кг.

Вентиляция рассчитывается для летних условий, при которых (do = 10... 12 г/кг) при поступлении свежего воздуха из помещения цеха или снаружи (to = 20°).

б) Объем свежего Vo и отработавшего V₂ воздуха определяется по формуле

где, Uо- удельный объем свежего воздуха, м /кг.

U2 - удельный объем отработавшего воздуха, м /кг, U₀ = 0,85... 0,87 м³/кг при t₀ = 20°С.

г) Площадь сечения вытяжнонго или приточно-вытяжных каналов (при изменении назначения каждого канала) определяют по формуле

где, V_KaH - скорость движения отработанного агента сушки в каналах, м/с.

Принимается V_Kaн для воздуха в пределах 3..9 м/с, для перегретого пара до 15 м/с. Аналогично определяется площадь сечения приточного канала. Приточно—вытяжные каналы (трубы) круглой, V_Kaн , легко установить размеры (диаметр).

При круглой форме диаметр канала:

1.10. Расчет расхода тепла на сушку

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

а) Расход тепла на прогрев 1 м древесины определяется по формуле

где, q_np.1кг - затраты тепла на прогрев 1 кг влажной древесины, кДж/кг;

p_WH - плотность древесины расчетного материала при заданной начальной влажности

кг/ м

б) Удельный расход тепла на начальный прогрев древесины (на 1 кг подлежащей испарению влаги).

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

где, Е_пр - объем прогреваемого материала, м³;

τ_пр - Продолжительность начального прогрева древесины, ч.

Продолжительность начального прогрева древесины τ_пр определяется ориентировочно из расчета 1ч на каждый сантиметр толщины материала.

г) Удельный расход тепла на испарение 1 кг влаги определяется:

где, J₂, d₂ - тепло - и влагосодержание отработавшего воздуха, выбрасываемого из камеры (см. табл. 5);

Jo, do - тепло - и влагосодержание свежего воздуха, поступающего в камеру. do= 12 г/кг, J₀ = 46 кДж/кг.

С_в - удельная теплоемкость воды, С_в= 4,19 кДж/(кг.град.)

д) Расход тепла в камере на испарение влаги в секунду

Где, М_р - расчетное количество испаряемой влаги, кг/с.

ж) удельный расход тепла на потери через ограждения

_{з) Суммарный удельный расход тепла на сушку для зимних условий}

где, C₁ - коэффициент, учитывающий дополнительный расход тепла на подогрев оборудования, периодически охлаждаемых элементов ограждений и пр.

С₁, = 1,1...1,3

1.11. Расчет калориферов

В лесосушильной технике применяются, как правило, для нагрева агента сушки компактные пластинчатые калориферы и сборные калориферы из чугунных ребристых труб. Тип применяемых в сушильной камере калориферов обусловлен конструкцией камеры.

Потребная площадь поверхности нагрева калориферов определяется по формуле:

где, Qk(wi.3hm. - количество тепла, которое должен обеспечить калорифер в зимних условиях, кВт;

С₂ - коэффициент запаса, учитывающий загрязнение калорифера, С₂= 1,1... 1,2;

Ккал. - коэффициент теплопередачи калорифера, Вт/(м град);

t_T.М - температура теплоносителя,С. Значение t_TM определяется по табл. 31 приложений в зависимости от давления;

t_кам.- температура агента сушки в камере.

В камерах периодического действия

Для определения значения К_кал необходимо знать скорость агента сушки, прохожего через калорифер U_кал которую можно подсчитать, если известна площадь живого сечения калориферов S_ж.с.кал. Значение S_{ж.с.кал.}, определяется по формуле (52) или (54), но предварительно принимается поверхность нагрева калориферов S_ж.с.кал. по типовому проекту, из технической характеристики камеры или расчета S_ж.с.кал = (2...5)

Е_усл- для камер непрерывного действия. Екал.пр. =(10...15) Е_усл- для низкотемпературных камер, где Е_усл - вместимость камеры в условном материале (Е_усл = Г • β_усл.)- Далее определяется ограниченное число калориферов:

Площадь живого сечения биметаллических калориферов

где, S_ж.е.кал- Живое сечение одного биметаллического калорифера, м² . Значение S_ж.е.кал определяется по табл. 32 приложений;

n'пл - количество пластинчатых калориферов в одном ряду, перпендикулярном потоку агента сушки.

Количество калориферов n_тр и n_пр устанавливается путем предварительного размещения калориферов в соответствующих каналах камеры. Скорость циркуляции агента сушки через калорифер.

где, V_u - объём циркулирующего агента сушки, определяемой по формуле

где, ή- коэффициент использования потока сушильного агента, характеризующий отношение количества агента сушки, проходящего сквозь штабеля пиломатериалов V_шт, к общему количеству циркулирующего в камере агента сушки, принимается по опытным данным в пределах 0,5-0,9.

1.12. Расчет расходов пара

а) Максимальный часовой расход пара:

- для камеры периодического действия в период сушки и для камеры непрерывного действия определяется по формуле

где, Q_{кал.зим}- тепловая мощность калорифера, определенная по формуле (48) для камеры периодического действия, кВт;

С₃ - коэффициент, учитывающий потери тепла паропроводами, конденсатопроводами, конденсатоотводчиками, 1,25;

г - теплота парообразования (конденсации) пара, кДж/кг, определяется по таблице 31 приложений;

б) Максимальный часовой расход пара сушильным цехом:

- на блок камер периодического действия определяется по формуле

Где, n_cуш^_ число камер, в которых производится сушка.

в) Часовой расход пара сушильным цехом для среднегодовых условий

1.13.АЭРОДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ

Расчет площадей участков сопротивлений и скоростей агента сушки на этих участках

Таблица2.7- Участки сопротивления схемы циркуляции агента сушки

Номер участков	Наименование участков
1	Расширение на выходе из вентилятора
2,14	Биметаллические калориферы
3,12	Повороты по радиусу 90°
4	Сужение потока
5,11	Прямые каналы
6,9	Повороты без закругления
7	Расширение потока перед штабелем
8	Штабель
10	Сужение после штабеля
13	Расширение потока
15	Сужение на входе в вентилятор

а) Площадь участков сопротивлений определяют в плоскости, перпендикулярной направлению движения агента сушки.

Площадь сечения вентиляторов определяется по формуле:

где, Д_в - диаметр ротора вентилятора, предварительно принимаемый равнымт=1м; п_в - количество вентиляторов в камере.

За площади участков «повороты», «сужение» и «расширенные потоки» принимается меньшая площадь.

Площадь участков «калориферы» принимается равной площади их живых сечений. За площадь участков «штабеля» принимается площадь габаритного сечения штабелей, определяемая по формуле:

S = L • Н • n , м²

где, n - количество штабелей в плоскости, перпендикулярной направлению агента сушки.

Участок 1. Расширение потока на выходе из вентилятора.

Участок 2. Биметаллические калориферы.

S₂ =3,14-0,28-15,23-2,9 =3,885 м²

Участок 3,6,9,12. Повороты без закругления на 90°.

S₃ =S₆ =S₉ =S₁₂=0,55*9,6=5,28 м²

Участок 4. Сужение потока.

S₄ =1,1*9,6 = 10,56 м²

Участок 5,11. Прямые каналы.

S₅=S₁₁ =5,28 м²

Участок 7. Расширение потока перед штабелем

S₇ =5,28 м²

Участок 8. Штабель

S₈=S_гоб.шт =6,5*1,7*2,5=27,6

Участок 10. Сужение потока после штабеля.

S₁₀ = 5,28 м²

Участок 13. Расширение потока.

S₁₃=S₄=10,56 м²

Участок 14. Сужение потока на входе в вентилятор.

S₁₄=S₁=0,785 м²

б) Расчет скоростей агента сушки на каждом участке сопротивлений (кроме штабелей) выполняется по формуле:

где, V_ц - объем циркулирующего агента сушки, м /с;

S- площадь участка, м².

На участке «штабеля» определяется скорость в габаритном сечении штабелей.

Таблица 1.8 - Площади участков и скорости циркуляции агента сушки на участках

№ участков	Площадь участков, м1	Скорость на участках, м/с
1	13,7	1,2
2,14	3,973	3,9
3,12	4,3	3,6
4	4,3	3,6
5,11	10,05	1,6
6,9	10,05	1,6
7	10,05	1,6
8	29,25	0,63
10	10,05	1,6
13	4,3	3,6
14	13,7	1,2