2.8. Розрахунок витрат тепла на сушіння деревини

Визначення витрат теплоти на початкове нагрівання 1 м³ деревини:

а) для зимових умов

кДж/м³ (2.21)

де ρ – густина деревини для розрахункового матеріалу

(ρ=720 кг/м³);

ρ_б – базисна густина деревини розрахункового матеріалу (ρ_б=400 кг/м³);

W_п – початкова вологість розрахункового матеріалу

(W_п=85 %);

W_н.з. – кількість незамерзлої вологи в деревині. (W_н.з.=19%);

С_(-), С₍₊₎ – середня питома теплоємність деревини відповідно при від’ємній і додатній температурах, кДж/кг^оС;

t₀ – початкова розрахункова температура деревини для зимових умов, ^оС (t₀ = - 22^оC);

t_нагр – температура деревини при її прогріванні (t_нагр=63 ^оС);

γ – прихована теплота плавлення льоду (γ=335 кДж/кг).

Питома теплоємність визначається з діаграми за середньою температурою t_сер. і початковою вологістю W_поч.:

Для С_(-):

˚C (2.22)

˚C

Для С₍₊₎:

˚C (2.23)

˚C

С_(-) = 2.2 кДж/кг^оС

С₍₊₎ = 3.07 кДж/кг^оС

кДж/м³

б) Для середньорічних умов

кДж/м³ (2.24)

де t_0c.p. – середньорічна температура деревини ^оС

Питому теплоємність визначають з діаграми залежно від температури t_сер. і початкової вологості W_поч

^оС (2.25)

^оС

С₍₊₎ = 3.1 кДж/кг^оС

кДж/м³

Питомі витрати тепла при початковому нагріванні деревини на 1 кг вологи, яка випаровується:

кДж/кг (2.26)

а) для зимових умов:

кДж/кг

б) для середньорічних умов:

кДж/кг

Загальні витрати тепла на камеру при початковому нагрівані:

кВт (2.27)

де τ_нагр – тривалість початкового прогрівання деревини в камері. Приймається приблизно для пиломатеріалів м’яких хвойних порід влітку 1,5 год, взимку 2 год на кожний сантиметр товщини.

а) для зимових умов:

кВт

б) для середньорічних умов:

кВт

Визначення витрат тепла на випаровування вологи:

кДж/кг (2.28)

де І₂ – ентальпія повітря при виході із штабеля кДж/кг;

І_с – ентальпія свіжого повітря влітку І_с=46 кДж/кг,

взимку 10 кДж/кг;

d₂ – вологовміст повітря при виході із штабеля г/кг;

d₀ – вологовміст свіжого повітря влітку d_с=11 г/кг,

взимку d_с=3г/кг;

С_в – питома теплоємність води, приймається 4.19 кДж/(кг^оС).

а) для зимових умов:

кДж/кг

б) для літніх умов:

кДж/кг

Загальні витрати тепла на випаровування вологи:

кВт (2.29)

а) для зимових умов:

кВт

б) для літніх умов:

кВт

Визначення втрат тепла через огородження камери:

кВт (2.30)

де F_ог – площа окремо взятого огородження крайньої камери в блоку, м²;

k – коефіцієнт теплопередачі відповідного огородження камери, Вт/(м^2оС);

t_c – температура середовища в камері на середній ступені режиму сушіння t_c=61 ^оС;

t_o – розрахункова температура навколишнього середовища для зимових t₀=-22 ^оС та середньорічних t₀=7 ^оС умов.

Коефіцієнт теплопередачі для багатошарових огороджень:

Вт/(м²·^оС) (2.31)

де α_вн – коефіцієнт тепловіддачі для внутрішньої поверхні огородженя Вт/(м²·^оС) (α_вн≈25);

α_зов – коефіцієнт тепловіддачі для зовнішньої поверхні огороджень, Вт/(м²·^оС)( α_зов=23 для зовнішнього повітря)

δ₂,…, δ_n – товщина шарів огороджень м;

λ₁, λ₂,…, λ_n – теплопровідність матеріалів відповідних шарів огороджень Вт/м²·^оС

Огорородження камери складається з:

Стін: зовнішня алюмінієва обшивка - 1мм, теплоізоляція (вата мінеральна) - 150мм, внутрішня алюмінієва обшивка – 1мм.

Вт/(м²·^оС).

Перекриття: 2 шари руберойду, пінобетон – 500мм, залізобетон – 200мм, склотканина – 1мм.

Вт/(м²·^оС).

Двері: зовнішня алюмінієва обшивка - 1мм, азбест – 1мм, теплоізоляція – 90мм, азбест – 1мм, внутрішня алюмінієва обшивка – 1мм.

Вт/(м²·^оС).

Таблиця 2.1.Розрахунок втрат тепла через огородження камери

№ п/п	Назва огороджень	Fог, м2	k, Вт/(м2·оС).	tс, оС	tо, оС		tс- tо, оС		Qог, кВт
					Зимова	Середньорічна	Зимова	Середньорічна	Зимові	Середньорічні
1	Зовнішня бокова стіна	33.25	0.45	61	-22	7	83	54	1.241	0.807
2	Торцева стіна з боку коридору управління	28.23	0.45	61	15	15	46	46	0.584	0.584
3	Двері	15.39	0.65	61	-22	7	83	54	0.83	0.54
4	Торцева стіна з боку завантаження	12.81	0.45	61	-22	7	83	54	0.478	0.311
5	Перекриття	42.49	0.544	61	-22	7	83	54	1.918	1.248
6	Підлога	42.49	0.225	61	7	7	54	54	0.516	0.516
	Сума								5.569	4.008

Питомі втрати тепла через огородження:

кДж/кг (2.32)

а) для зимових умов:

кДж/кг

б) для середньорічних умов:

кДж/кг

Питомі втрати теплоти на сушіння деревини:

кДж/кг (2.33)

де С_вт – коефіцієнт, який враховує витрати тепла на початкове нагрівання камери, транспортних засобів, обладнання та інш. (С_вт=1,2).

а) для зимових умов:

кДж/кг

б) для середньорічних умов:

кДж/кг

Питомі витрати теплоти на 1 м³ розрахункового матеріалу:

кДж/м³ (2.34)

а) для зимових умов:

кДж/м³

б) для середньорічних умов:

кДж/м³