4. Расчет потерь тепла через ограждения сушильной камеры

Тепловые потери через ограждения сушилки в единицу времени Q_oгp, кВт, определяют,

используя равенство:

,кВт, (2.20)

где F_i – площадь ограждений определённого вида (стен, пола, дверей и т.д.) м²; K_Тi – коэффициент теплопередачи соответствующего вида ограждений, Вт/( ); t_c – температура среды в камере, ⁰C; t₀ – расчётная температура наружного по отношению к камере воздуха, ⁰C.

Основой для выполнения расчета тепловых потерь через ограждения являются решения, принятые при разработке плана сушильного цеха (подраздел 3.1). При расположении сушильных камер в ряд расчет ведут для крайней из них, не учитывая при этом теплопотери через межкамерную боковую стену. При наличии отдельно стоящих камер для расчета принимают именно такую камеру.

Площадь ограждений для некоторых сушильных камер приведе­на в таблице 26. В случае если задание на проектирование предусматривает установку в цехе сушильных камер, информация о кото­рых отсутствует в таблице 26, то площадь ограждений рассчитывают. Для этого вычерчивают эскиз внутреннего объема камеры и указывают все его размеры, необходимые для выполнения расчета. Пример такого эскиза приведен на рис. 3.

Расчет площади производят отдельно для каждого вида огражде­ний. Это вызвано тем, что толщина ограждений, а также материалы, из которых они изготовлены, могут быть различными, а температура наружной среды неодинаковой.

Таблица 26 – Площадь ограждений сушильных камер, м²

Рисунок 3 — Внутренний объем сушильной камеры: L_K, В_к, Н_к - длина, ширина и высота внутреннего объема камеры, м; В_д и Н_д - ширина и высота дверей, м

Коэффициент теплопередачи ограждений К_т, Вт/(м²·°С), рассчи­тывают по формуле

Вт/( м²·⁰C), (2.21)

где α_в, α_н – коэффициенты теплообмена внутренних и наружных поверхностей ограждений, Вт/(м²·C); δ₁, δ₂… δ_n – толщины отдельных слоёв ограждений, м; λ₁, λ₂… λ_n – коэффициенты теплопроводности материалов соответствующих слоёв ограждений, Вт/(м·⁰C).

Коэффициент теплообмена для внутренних поверхностей ограж­дений принимают α_в = 25 Вт/(м²·°С). Для наружных поверхностей ограждений его величина зависит от места расположения сушильной камеры: вне помещения α_н = 23 Вт/(м²·°С), в неотапливаемом поме­щении α_н = 12 Вт/(м²·°С), в отапливаемом - α_н = 9 Вт/(м²·°С).

Материалы, из которых изготавливают ограждения, а также тол­щины отдельных слоев зависят от типа сушильной камеры. Они мо­гут быть найдены в технической литературе или приняты студентом. Возможные варианты конструкции ограждений стационарных и сборных сушильных камер приведены на рисунке 4.

Рисунок 4 — Схемы многослойных ограждений сушильных камер: а, б, е- стены стационарных камер; г - перекрытие стационарных камер; д - панели сборных камер; е - панели дверей; 1 - кирпичная кладка; 2 - железобетон; 3 - теплоизоляционный материал; 4 - пенобетон; 5 - стеклоткань ( = 2 мм); 6 - рубероид ( = 8 мм); 7 - металлическая обшивка ( = 0,8-1,5 мм); 8 - листовой асбест ( = 3-5 мм)

Коэффициенты теплопроводности тех материалов, которые могут быть использованы для изготовления ограждений, при­ведены в таблице 27. Коэффициент теплопередачи пола принима­ют равным половине коэффициента теплопередачи наружной стены.

Таблица 27— Коэффициент теплопроводности материалов, используемых для

изготовления ограждений сушильных камер

Продолжение таблицы 27

При выполнении расчета коэффициента теплопередачи ограждений необходимо помнить, что его величина не должна превышать 0,7 Вт/(м²·°С). При невыполнении этого условия возможна конденсация водяного пара су­шильного агента на внутренних поверхностях ограждений. Если расчеты дают К_т>0,7 Вт/(м²·°С), необходимо предусмотреть дополнительное утепление соответствующих ограждений сушильной камеры.

Температуру среды в камере считают равной средней температуре агента сушки на входе в штабель и выходе из него и принимают из табл. 2.1.

Расчетную температуру наружного воздуха по отношению к камере, установленной в отапливаемых помещениях, принимают равно t₀ = 20°С как для зимних, так и для среднегодовых условий. В случае если камера установлена в неотапливаемом помещении или вне помещения, расчетную температуру наружного воздуха принимают для зимних условий t₀ = -20°С, для среднегодовых - из таблицы 25. При расчете теплопотерь через пол наружную температуру принимают для зимних условий t₀ = 2°С, для среднегодовых t₀ = 10°С.

Результаты расчета тепловых потерь через ограждения сушильной камеры сводят в табл. 2.2

Наименование ограждения	Площадь, м2	Коэффициент теплопередачи, Вт/(мг-°С)	Температура, °С		Тепловые потери, кВт
			средняя в камере	наруж­ная	Qогр.i	Qогр.
Зимние условия
Среднегодовые условия

Таблица 2.2—Тепловые потери через ограждения камеры

Удельный расход теплоты на потери через ограждения в пересчете на 1 кг испаряемой влаги q_oгp, кДж/кг, определяют для зимних и среднегодовых условий по формуле:

кДж/кг, (2.22)

В пересчёте на 1 м³ расчётных пиломатериалов тепловые потери через ограждения составляют:

q_огр^’= q_огр×D₁, кДж/м³, (2.23)

Суммарный расход теплоты

Определение суммарного удельного расхода теплоты на сушку также производят для зимних и среднегодовых условий. При этом используем формулу:

q _суш= (q_пр+ q_исп+q_огр) ×C₁, кДж/кг, (2.24)

где C₁ – коэффициент, учитывающий дополнительный расход теплоты на начальный прогрев ограждений камеры, транспортных средств, оборудования и др.

Для камер оборудованных рельсовым транспортом, принимают 1,2 - 1,3; для камер, загрузка и разгрузка которых производится автопогрузчиком, C₁= 1,1-1,2. При этом если камера установлена в отапливаемом помещении, для расчета используют меньшие значения коэффициента, в противном случае - большие.

Расход теплоты на 1 м³ расчётного материала выполняют только для среднегодовых условий по формуле:

q_суш^’= q_суш×D₁, кДж/м³, (2.25)

Результаты расчёта расхода теплоты на сушку обобщают в табл. 2.3.

Таблица 2.3 - Расход теплоты на сушку

Статья расхода теплоты	Зимние условия			Среднегодовые условия
	на 1 м3 древесины	на 1 кг испаряемой влаги	за 1с	на 1 м3 древесины	на 1 кг испаряемой влаги	за 1с
Прогрев материала
Испарение влаги
Потери через ограждения
Расход теплоты на сушку