3.Аеродинамічний розрахунок

3.1. Складання схеми циркуляції агента сушіння в камері

Схема циркуляції агента сушіння в камері:

3.2. Розрахунок опору ділянок кільця циркуляції повітря

Визначення площі поперечних перерізів ділянок:

1)Вентилятори: діаметр ротора вентилятора приймаємо 1 м, кількість вентиляторів – 3.

F1=(3.14·1²/4)·3=2.335 м²

2) Пластинчасті калорифери: площа перетину по повітрю 0.455м², кількість калориферів – по 3 з кожної сторони.

F2=F13=3·0.455=1.365 м²

3) Поворот під кутом 135˚

F3=F12=0.7·7=4.9 м²

4) Поворот на 90˚

F4=F11=(0.1+0.7)·7/2=2.8 м²

5) Вхід і вихід повітря в штабель :

F5=F8=F10=F7=2.6·6.5=16.9 м²

6) Штабелі

F6=F9=16.9

Розрахунок швидкості ангента сушіння на відповідних ділянках:

ω₁=34.6/2.335=14.82 м/с

ω₂= ω₁₄=34.6/1.365=25.35 м/с

ω₃= ω₁₂=34.6/4.9=7.06 м/с

ω₄= ω₁₁=34.6/2.8=12.36 м/с

ω₅= ω₈= ω₁₀= ω₇=34.6/16.9=2.05 м/с

ω₆= ω₉=34.6/16.9=2.05 м/с

Розрахунок опорів ділянок руху агента сушіння:

Па

Δh₁=0.6968·14.82²·0.8/2=61.21Па

Δh₂= Δh₁₄=0.6968·25.35²·0.25/2=55.97 Па

Δh₃= Δh₁₂=0.6968·7.06²·1.1/2=19.1 Па

Δh₄= Δh₁₁=0.6968·12.36²·0.18/2=9.58 Па

Δh₅= Δh₈= 0.6968·2.05²·0.18/2=0.26 Па

Δh₆= Δh₉=0.6968·2.05²·9.6/2=14.05 Па

Δh₇= Δh₁₀=0.6968·2.05·0.25/2=0.36 Па

∑ Δh=259.85 Па

3.3. Вибір вентилятора і розрахунок потужності електродвигуна

Продуктивність вентилятора:

м³/с

м³/с

Вибір вентилятора проводиться за приведеним тиском, який визначається за формулою:

Па

Вибрано осьовий вентилятор ВО №8

Потужність, яка потрібна для приводу вентилятора:

кВт

де η_в – коефіцієнт корисної дії по характеристиці;

η_п – коефіцієнт корисної дії передачі.

кВт

Встановлена потужність вентилятора:

кВт

Сумарна потужність на камеру:

кВт

Вибираємо електродвигуни типу АМУ 160 M4 потужністю 11 кВт.

4. Зведена відомість обладнання

Таблиця 4.1.

Зведена відомість обладнання, що використовується в сушильному цеху

№ п/п	Назва обладнання	Марка обладнання	Кількість	Примітки
1	2	3	4	5
1	Вентилятор	ВО №8	3
2	Електродвигун	АМУ 160 М4	3	Р=11кВт
3	Калорифер	ПНП 113-205-01м	6	F=17,16 м2
4	Траверсний візок	ЄТ 2–6,5	1

5.Технологія сушіння пиломатеріалів в камері

Правила укладання штабеля регламентуються керівними технічними матеріалами за технологією камерного сушіння деревини.

Штабель повинен складатися з матеріалів однієї породи деревини та однієї товщини. Підштабельна основа повинна бути рівною довжині штабеля. В якості підштабельної основи рекомендовано використовувати підштабельні візки.

При камерному сушіння використовують пакетний штабель, який формується за допомогою підйомно-транспортних засобів із кількох пакетів, попередньо укладених на пакетоформуючій машині або вручну.

Форма поперечного перерізу пакетів та штабелів повинна бути прямокутною, а їх торці повинні бути вирівняними по вертикалі з обох бокових сторін штабеля.

Габаритні розміри пакету в камері наступні: довжина – 6,5 м; ширина – 1,8 м; висота – 2.8 м.

Пиломатеріали укладають суцільними рядами без проміжків (шпацій) між дошками. Необрізні дошки укладають комлями в різні сторони. Якщо дошки мають різну ширину, то вузькі укладають в середину, а широкі – по краях пакета чи штабеля. Якщо по ширині пакета ціле число дощок не можна розмістити, то залишають проміжок по середині.

Допустимо укладати в один пакет чи штабель пиломатеріали з різною довжиною. При цьому довші дошки укладають по краях пакета чи штабеля, а короткі – по середині. Стиковані пиломатеріали розміщують не менше як на двох прокладках, при цьому зовнішні торці вирівнюють по торцях пакета чи штабеля.

Горизонтальні ряди пиломатеріалів в пакетах та штабелях повинна бути розділені міжрядовими прокладками, спеціально виконаними, а пакети по висоті штабеля залишають вільні місця. Контрольний зразок повинен розміщатись не менше ніж на двох прокладках. Число міжрядових прокладок по довжині пакета чи штабеля залежить від породи і товщини пиломатеріалів.

По висоті штабеля прокладки слід укладати одна над одною. Крайні прокладки рекомендується укладати на віддалі не більше 25 мм від торців пиломатеріалів. Кінці прокладок не повинні виступати за бокові поверхні пакета чи штабеля більш ніж на 25 мм.

Кількість міжпакетних прокладок по довжині пакетного штабеля повинна бути рівною кількості міжрядових прокладок. При формуванні штабеля міжпакетні прокладки повинні бути розміщені в одному вертикальному ряді з міжрядовими прокладками пакетів.

Таблиця 5.1.1.

Розміри прокладок

Прокладки	Розміри, мм
	товщина	Ширина	довжина
Міжрядові	25	40	1200; 1500
Міжпакетні	75; 100	75; 100	1800; 2000

Допустимі відхилення від встановлених розмірів, мм, не більше: по товщині +1; ширині +2; довжині +10.

При укладанні в штабель заготовок в якості прокладок доцільно використовувати самі заготовки, якщо їх товщина не більше ніж 32 мм, а ширина не більше ніж 70 мм. Прокладки виготовляють з деревини хвойних т а листяних порід, які не мають гнилизни та синяви. Вологість деревини для виготовлення прокладок при сушінні пиломатеріалів до транспортної вологості не повинна перевищувати 22%, при сушінні до експлуатаційної вологості – 10%.

Проведення процесу сушіння пиломатеріалів та заготовок характеризується наступними технологічними і контрольними операціями: визначення початкової і біжучої вологості деревини; призначення режиму сушіння; завантаження камери та початковий прогрів деревини; управління сушильною камерою; контроль за режимом сушіння та станом матеріалу; вологотеплообробка деревини кондиціонуюча обробка деревини.

Режимом сушіння називається точне призначення параметрів сушильного агента, скоординоване за часом або станом деревини. Стандартні режими скоординовані по вологості деревини. При сушінні пиломатеріалів застосовують режими із збільшенням по ходу процесу жорсткості.

В режимах в якості визначальних параметрів сушильного агента прийняті температура t_с, ступінь насиченості , психрометрична різниця і= і_с-і_м, де і_м – температура змоченого термометра психрометра.

Режими регламентують стан сушильного агента при вході в штабель. В сучасних камерах рекомендовано застосовувати низькотемпературні режими процесу сушіння деревини, які передбачають використання в якості сушильного агента вологого повітря з температурою на початковій стадії нижче 60^оС. Встановлено три категорії цих режимів: м’які , нормальні і форсовані.

Нормальні режими, що забезпечують ефективне сушіння пиломатеріалів при практично повному збережені показників міцності деревини з незначною зміною її кольору, рекомендується для сушіння пиломатеріалів внутрішнього споживання до будь-якої кінцевої вологості.

Завантаження камери та початковий прогрів деревини

В камеру завантажують штабеля, укладені згідно з правилами укладання. Не допускається завантаження в камеру неповногабаритних штабелів.

Першою технологічною операцією після завантаження камери є початкова обробка матеріалу – прогрів.

При прогріві пиломатеріалів хвойних та листяних порід встановлюють температуру середовища на 3…5^оС більше від температури початкового ступеня режиму сушіння (але не вище 75^оС).

Швидкість нагрівання не повинна перевищувати 10^оС за годину для пиломатеріалів товщиною менше 40 мм і 5^оС за годину для пиломатеріалів, товщиною більше-рівне 40 мм. Після досягнення заданої температури психрометричну різницю підтримують на рівні 0,5…1,5^оС. Деревину нагрівають до тих пір, доки різниця між температурою середовища t_пр та температурою в центрі дошки (заготовки) не досягне 3^оС, після чого переходять на першу ступінь режиму сушіння, підтримуючи при цьому психрометричну різницю не більшої від заданої режимом.

Різницю (t_пр - t_ц) вимірюють в тій зоні камери, де інтенсивність прогріву мінімальна.

Вологотеплооброка деревини

Для зняття або зменшення залишкових внутрішніх деформацій, виникаючих в деревині при сушінні, проводять кінцеву та проміжну обробку деревини в середовищі підвищеної температури і вологості. Для створення такого середовища в сушильний простір камери подають воду при включених калориферах0 працюючих вентиляторах. Вологотеплообробці піддають пиломатеріали, які висушують до експлуатаційної вологості по І та ІІ категоріях якості сушіння. Незалежно від категорії якості вологотеплообробку проводять при сушінні пиломатеріалів твердих листяних порід та модрини.

При опалені камери водонагрійними котлами зволоження проводиться холодною водою.

Кінцеву вологотеплообробку проводять при досягненні деревиною заданої кінцевої вологості. Протягом обробки температуру середовища в камері підтримують на 5, 7,8^оС вищою від температури останнього ступеня режиму сушіння, але не більше 65^оС.

Тривалість вологотеплообробки повинна бути такою, щоб зубці силових секцій після витримки їх в сушильній шафі мали відносну деформацію не більше 2%.

Після кінцевої вологотеплообробки пиломатеріали витримують протягом 2…3 годин при психрометричній різниці останнього ступеня режиму сушіння, потім припиняють подачу гарячої води в калорифери і охолоджують деревину до 30…40^оС.

У випадках, коли у деревині можуть з’явитися внутрішні тріщини, проводять проміжну вологотеплообробку. Рекомендується застосовувати проміжну вологотеплообробку пиломатеріалів, товщина яких перевищує, мм: для сосни, ялини, ялиці, кедра, осики, липи, тополі – 60; для берези, вільхи – 50; для модрини – 40; для твердих листяних порід проміжна вологотеплообробка обов’язкова.

Проміжну вологотеплообробку призначають при середній вологості деревини  25 %. Тривалість проміжної вологотеплообробки повинна бути такою, щоб зубці силових секцій мали після вирівнювання вологості відносну деформацію не більше 2 %.

Для вирівнювання вологості деревини по об’єму штабеля і товщині пиломатеріалів проводять кондиціонуючу обробку. З цією метою в камері підтримують за допомогою калориферів та зволожувальних пристроїв такий стан середовища, при якому недосушені сортименти підсихають, а пересушені зволожуються.

Температура середовища на протязі кондиціонуючої обробки підтримується на рівні останнього ступеня режиму сушіння, а степінь насиченості повинна відповідати (по діаграмі рівноважної вологості) середній заданій кінцевій вологості, збільшеній на 1 %.

Для пиломатеріалів І категорії якості кондиціонуюча обробка обов’язкова, її тривалість орієнтовно в два рази менше від тривалості кінцевої вологотеплообробки.