Расчет работы сушильной камеры периодического действия типа УЛ 2

Министерство образования Кыргызской Республики.

Бишкекский архитектурно-строительный техникум.

Специальность: "Технология деревообработки"

По предмету: "Сушка и защита древесины"

Тема: Расчет работы сушильной камеры периодического

действия типа УЛ – 2

Выполнил: Крысанов А.Н. гр. 614

Проверил: Сидорина А.А.

Бишкек 2008г.

Место строительства сушильной камеры – город Алматы

Назначение высушиваемого пиломатериала - мебель

Теплоноситель пар: давлением 0,45 МПа

Спецификация и количество высушиваемых пиломатериалов в год

Порода	Размеры мм.			Вид материала	Влажность		Кол-во материала в год
	Д	Ш	Т		Wн.%	Wк.%
Сосна	6500	160	40	Обрезная	50	8	1500
Кедр	6500	280	50	Обрезной	70	8	1700
Кедр	6500	180	32	Обрезной	60	8	1200
Орех	6500	200	40	Обрезной	50	8	1000
Дуб	6500	160	32	Обрезной	60	8	1100

I. Технологический расчет

В камерах периодического действия при низкотемпературном процессе общая продолжительность сушки, включая начальный прогрев и ВТО, находиться по формуле:

τ = τ_исх.·А_р·А_ц ·А_w·А_к·А_д

τ_{исх –} исходная продолжительность сушки пиломатериалов заданной породы, толщины, ширины (Таблица 1)

Таблица 1. Исходная продолжительность сушки τ_исх пиломатериалов, ч, при низкотемпературном процессе.

Толщина пиломатериалов S1, мм	Ширина пиломатериалов S2, мм
	40…50	60…70	80…100	110…130	140…180	более 180
Сосна, ель, пихта, кедр
32	59	63	68	72	73	73
40	71	79	84	86	88	88
50	-	93	99	100	104	105
	Дуб, орех, граб
32	146	173	193	206	214	221
40	183	234	269	293	307	321

Ар – коэффициент, учитывающий жесткость применяемого режима сушки: для мягких режимов Ар = 1.70, нормальных - 1.0, форсированных – 0.8.

Ац – коэффициент, учитывающий характер и интенсивность циркуляции воздуха в камере. Определяется по таблице 2

Таблица 2.Значение коэффициента Ац для камер с реверсивной циркуляцией

τисх*Ар	Скорость циркуляции wмат. м/с
	0.2	0.5	1.5	2.0	2.5	3.0	3.5
20	3.14	1.80	0.78	0.63	0.54	0.49	0.46
40	2.4	1.65	0.81	0.67	0.59	0.54	0.52
60	2.03	1.58	0.84	0.71	0.64	0.60	0.58
80	1.76	1.42	0.85	0.76	0.72	0.68	0.67
100	1.56	1.32	0.88	0.81	0.79	0.78	0.77
140	1.31	1.15	0.92	0.91	0.90	0.89	0.88
180	1.15	1.10	0.96	0.95	0.94	0.93	0.92
220	1.08	1.05	0.99	0.98	0.97	0.96	0.95

А_к – коэффициент, учитывающий категорию качества сушки пиломатериалов: I категория – 1,2 ; II категория – 1,15 ; III категория – 1,05

А_д – коэффициент, учитывающий длину пиломатериала:

для досок =1

А_w - коэффициент, учитывающий начальную W_н. и конечную W_к. влажность древесины. Определяется по таблице 3.

Таблица 3. Значение коэффициента А_w

Начальная влажность Wн.%	Конечная влажность Wк.%
	12	10	8
70	1.10	1.21	1.35
60	1.00	1.11	1.25
50	0.89	1.00	1.14

τ_{суш/час -} продолжительность сушки фактического пиломатериала в часах.

τ_{суш/сут. -} продолжительность сушки фактического пиломатериала в сутках.

τ_{об.усл.год -} продолжительность сушки условного пиломатериала.

τ_{суш/час} = τ_исх.·А_р·А_к·А_ц·А_w·А_д

τ_{суш/сут =} ^{τисх.·Ар·Ац·Аw·Ак·Ад}

²⁴

τ_{об.усл.год =} τ_{суш/сут + 0,1}

0,1 - время на загрузку и выгрузку штабеля

I.1 Расчет продолжительности сушки

Порода	Размеры			WН%	W К%	Коэффициенты						τсуш/час	τсуш /сут	τоб.ус. /год
	Т	Ш	Д			τисх.	Ар	Ак	Ац	Аw	Ад
Сосна	40	160	6500	50	8	88	1	1.15	0.74	1.14	1	85.4	3.5	3.6
Кедр	50	280	6500	70	8	105	1	1.15	0.81	1.35	1	132	5.5	5.6
Кедр	32	180	6500	60	8	73	1	1.15	0.68	1.25	1	71.4	2.9	3
Орех	40	200	6500	50	8	321	1	1.15	0.97	1.14	1	408	17	17.1
Дуб	32	160	6500	60	8	214	1	1.15	0.96	1.25	1	295	12.3	12.4

----------------------------------------------------------------------------------------------------------

τ_{суш/час(сосна)} = 88·1·1,15 · 0,74 · 1,14 · 1 = 85,4ч.

τ_{суш/сут(сосна) =} 88·1·1,15·0,74·1,14·1 _{= 3,5сут.}

²⁴

τ_{об.усл.год(сосна) = 3,5+0,1=3,6сут.}

_{-----------------------------------------------------------------------------------------------}

τ_{суш/час(кедра)} = 105·1·1,15·0,81·1,35·1 = 132ч.

τ_{суш/сут(кедра) =} 105·1·1,15·0,81·1,35·1 _{= 5,5сут.}

²⁴

τ_{об.усл.год(кедра) = 5,5+0,1=5,6сут}

_{-----------------------------------------------------------------------------------------------}

τ_{суш/час(кедра)} = 73·1·1,15·0,68·1,25·1 = 71,4ч

τ_{суш/сут(кедра) =} 73·1·1,15·0,68·1,25·1 _{= 2,9сут.}

²⁴

τ_{об.усл.год(кедра) = 2,9+0,1=3сут.}

_{-----------------------------------------------------------------------------------------------}

τ_{суш/час(ореха)} = 321·1·1,15·0,97·1,14·1 = 408ч.

τ_{суш/сут(ореха) =} 321·1·1,15·0,97·1,14·1 _{= 17сут.}

²⁴

τ_{об.усл.год(ореха) = 17+0,1=17,1сут.}

_{-----------------------------------------------------------------------------------------------}

τ_{суш/час(дуба)} = 214·1·1,15·0,96·1,25·1 = 295ч.

τ_{суш/сут(дуба) =} 214·1·1,15·0,96·1,25·1 / 24 = 12,3сут

τ_{об.усл.год(дуба) = 12,3+0,1=12,4сут.}

--------------------------------------------------------------------------------------------

Сводка пересчета в условный материал

Вид материала	Порода	Толщина	Заданное кол-во материала в год Ф(м3/год)	Продолжит. оборота камеры сут. τоб. Ф	Объемный коэфф. заполнения штабеля βоб. Ф	Объем в условном мат-ле У(м3/год)
1	2	3	4	5	6	7
Обрезная	Сосна	40	1500	3,6	0,438	1500
Обрезной	Кедр	50	1700	5,6	0,474	2500
Обрезной	Кедр	32	1200	3	0,399	1114
Обрезной	Орех	40	1000	17,1	0,438	4687
Обрезной	Дуб	32	1100	11,9	0,399	4086
Итого м3/год			6500	13887

3,6

0,438

- условный материал

τоб. ф· βоб.ус

Пересчет в условный материал производится по формуле:

Т.к продолжительность сушки условного материала 3,5 суток, то за условный материал выберем сосну толщиной 40мм с τ_{об. ус} = 3,6 и β_об.ус = 0,438

Ф – фактическое количество подлежащего сушке материала данного размера и породы м³/год (или фактически высушенное за какой-то период)

τ_{об. ф}– продолжительность (в сутках) оборота камеры для фактического материала.

τ_об. ус. - продолжительность (в сутках) оборота камеры для условного материала.

βоб.ус ; βоб.ф – объемные коэффициенты заполнения штабелей соответственно для условного и фактического материалов. Определяются по таблице 4.

Укедра = 1700

1700

3,6 · 0,474

1,7

3 · 0,438

Укедра = 1700

1200

3,6 · 0,399

= 1200

1,4

Удуба = 1700

= 4243 м3/год

5,4

1100

12,4 · 0,438

= 1100

1,4

3,6 · 0,399

∑У = У_сосны + У_кедра + У_кедра + У_ореха + У_дуба

∑У = 1500+2500+1114+4687+4243=14044м³/год

Таблица 4.Нормативные значения объемного коэффициента заполнения штабеля

Номинальная толщина пиломатериалов S1, мм	Способ укладки
	без шпаций
	обрезные			необрезные
	Толщина прокладок Sпр, мм
	22	25	32	22	25
32	0,422	0,399	0,356	0,281	0,266
40	0,459	0,438	0,395	0,306	0,292
50	0,494	0,474	0,434	0,329	0,316

Габаритный объем штабелей (м³), находят по формуле:

Г = L_шт.·B_шт. · H_шт. · m_шт. , м³

Г – габаритный объем

L_шт. – длина штабеля – 6,5м

B_шт. – ширина штабеля – 1,8м

H_шт. – высота штабеля – 2,6м

m_шт. – число штабелей в камере – УЛ-2 – 2камеры

Г= 6,5 · 1,8 · 2,6 · 2 = 60,8м³

При проектировании сушильных камер для определения годовой производительности камеры можно использовать для всех типов камер универсальную формулу:

τоб.усл.год

У1кам. = Г · βоб.ус

₃₃₅

Г – габаритный объем.

βоб.ус – коэффициент объемного заполнения штабеля.

335 – установленное расчетное число дней работы сушильных камер в год.

τ_об. ус.год - продолжительность (в сутках) оборота камеры для условного материала в год.

= 2478 м3/год

= 60,8 · 0,438

У1кам.

³³⁵

^3,6

Потребное количество камер определяется по формуле:

∑У

У1кам.

m_кам.=

∑У – годовое количество всех пиломатериалов подлежащих сушке м³/ год

У₁ – производительность одной камеры м³/ год условного материала.

2478

m_кам =

II. Тепловой расчет

II.1. Выбор расчетного материала и режима сушки для него, продолжительность собственно сушки расчетного материала

Наиболее быстросохнущим материалом в заданной спецификации.

Кедр размером 32X180Х6500 обрезной – продолжительность сушки 3сут.

В дальнейшем весь тепловой расчет ведется по быстросохнущему материалу

Выбираем режим сушки для быстросохнущего материала

Для сушки используют нормальный режим №4

Параметры режима:

Средняя влажность древесины %	Параметры режима (t, Δt,ºС, φ )
	t	Δt	φ
Iступень > 35%	75	5	0.80
IIступень 35-25	80	10	0.64
IIIступень < 25	100	30	0.29

Продолжительность собственно сушки расчетного материала определяется по формуле:

τ_{соб. суш}. = 0,8 · τ_суш

τ_{соб. суш.} = 0,8 · 3=2,4суток

2,4 · 24 = 57,6 часов

В дальнейшем все расчеты ведутся исходя из значения τ_{соб. суш}. и по параметрам II ступени режима сушки.

II.2. Определение количества испаряемой влаги

60 - 8

[кг/м3]

Wн. – Wк.

Количество влаги испаряемой влаги испаряемой в процессе сушки из 1м³ др-ны производится по формуле:

100

100

М_1м³ = ρ_усл. М_1м³ = 360 кг/м³

[кг/м3]

= 360·0,52 = 187,2

ρ_кедра = 360 кг/м³

[кг/об. кам.]

Количество влаги испаряемой влаги испаряемой из древесины за 1 оборот камеры производится по формуле:

М_{1об. кам.} = Е·М_1м³

Е – емкость камеры.

Е = Г · βоб.ус = (2,6·1,8·6,5·2) · 0,399 = 24,28м³

[кг/об. кам.]

М_{1об. кам} = 24,28 · 187,2 = 4545

М1об. кам

Рассчитываем среднее количество влаги испаряемой из древесины в час:

τсоб. суш.

М_{ср. час.} =

4545

57,6

М_{ср. час.} = = 79 кг/час

Расчетное количество испаряемой влаги в час

М_{расчет..}= М_{ср. час.} · Х кг/час

Х – коэффициент учитывающий равномерность просыхания материала по всему объему

При W материала = 12% Х = 1,2

При W материала = 8...10% Х = 1,3

М_{расчет.} = 79·1,3 = 102,1 кг/час

II.3. Определение часового количества циркуляции воздуха в камере

Расчетно-режимные параметры воздуха определяют по 2-й ступени режима по Id диаграмме.

По Id диаграмме находим: I, d, ρ, V

t = 80ºС I = 191 ккал/кг

φ = 0,64 d = 275 г/кг

ρ = 0,87 кг/м³

V = 1,47 м³/кг

Циркуляция воздуха в камере реверсивного действия.

Для расчета скорости циркуляции сушильного агента по материалу принимается:

w_мат. = 3...4 м/с

Рассчитываем площадь живого сечения штабелей плоскости перпендикулярной движению воздуха:

F_{жив. сеч.шт.} = h · l · n (1-β_выс.) м²

где β_выс. - коэффициент укладки штабеля по высоте

S

2,5 + 1,08 · S

β_выс. =

S – толщина расчктного материала в мм.

32
	32

59,56

2,5 + 1,08 · 32

β_выс. = = = 0,54

F_{жив. сеч.шт.} = 33,8·(1-0,54) = 33,8 · 0,46 = 15,5м²

Расчет объема циркулирующего воздуха внутри камеры, производится по формуле:

V_ц. = F_{жив. сеч.шт} · w_шт. · 3600м³/ч. V_ц. = 15,5 · 3 · 3600 = 167400м³/ч.

Масса циркуляции воздуха рассчитывается по формуле:

G_ц. = V_ц. · ρ = кг/ч G_ц. = 167400 · 0,87 = 145,638 кг/ч.

Количество влаги испаряемой 1кг. циркуляции воздуха в камере при проходе через штабель:

Мрасчет. * 1000

Gц.

Δd = d₂-d₁ = [г/кг]

102,7 ·1000

145,638

Δd = d₂-d₁ = = 1г/кг.

Определяем температурный период воздуха, при переходе его через штабель:

Δd

0,4 + 0,00074 ·d1

Δt = t₁-t₂ =

1

1

0,6035

0,4 + 0,00074 · 275

Δt = t₁-t₂ = = = 1,65ºC

Зная значения t₁ , d₁ и d₂ находим значения φ₂ по Id диаграмме:

t₂ = t₁- Δt t₂ = 80 – 1,65 = 78,35ºC

φ = 0,7

II.4. Расчет часового количества отработанного и свежего воздуха

Объем отработанного воздуха определяем по формуле:

V_отр. = g₀ · М_{расчет.} · V₂ ; V₂ = V₁ ;

Расчет количества воздуха для удаления влаги из древесины рассчитываем по формуле:

1000
	1000

277 - 12

d2-d0

g₀ = ; g₀ = = 3,77 [ кг/кг ]

d₀ – влагосодержание, принимается равным 12 г/кг.

V_отр. = 3,77 · 102,7 · 1,47 = 569 [ кг/м³ ]

Объем свежего воздуха, подаваемого вентилятором в камеру рассчитываем по формуле:

V_св.в. = g₀ · М_{расчет.} · V₀ ; [ кг/м³ ]

V₀ – объем свежего воздуха м³/кг для приточного воздуха t = 20ºC, принимаем V₀ = 0,87

V_св.в. = 3,77 · 102,7 · 0,87 = 337 ; [ кг/м³ ]

II.5. Определение расхода тепла на сушку древесины.

Расход тепла определяют в 2^-х вариантах:

а) Для зимних условий по формуле:

Q_{нач.зим.} = ρ_усл.[0,53 · (t_кам. – t_{0 зим.} ) + ^{Wнач. – 15} · ( 0,5 · ( - t_{0 зим.} ) + 80 + t_кам. ) ]

¹⁰⁰

t_кам. - температура воздуха внутри камеры по II ступени режима

t_{0 зим.} - _{принимается по климатологической таблице.}

_{Для города Алматы} t_{0 зим. =} - 24ºC

t_{0 ср.год. = + 7,3ºC}

100

Q_{нагр.зим.} = 360 · [0,53 · (80 + 24 ) + ^{60 – 15} · ( 0,5 · ( 24) + 80 + 80 ) ] =

= 360 · [ 55,12 + 77,4 ] = 360 · 132,56 = 47707 ккал/м³

б) Расход тепла на сушку древесины для среднегодовых условий ведем по формуле:

100

Q_{нагр.ср.зим.} = ρ_усл.(0,38 + ^Wнач. ) · (t_кам. - t_{0 ср.год.}) =

= 360 · ( 0,38 + 0,6 ) · ( 80 - 7,3 ) = 360 · 71,246 = 25648 ккал/м³

Определяем расход тепла на нагрев 1 кг испаряемой влаги в 2^-х вариантах:

47707 ккал/м3

Qнагрев.зим.

а) Зимой

187,2 кг/м3

М1 м3

g_{нагрев.зим} = ; g_{нагрев.зим.} = = 255,8 ккал/кг.

б) Среднегодовой

Qнагрев.ср.год.
	25648 ккал/м3

187,2 кг/м3

М1 м3

g_{нагрев.ср.год.} = ; g_{нагрев.ср.год.} = = 137 ккал/кг

II.6. Расчет теплопотерь через ограждение камеры:

Камера УЛ-2 представляет собой металлическую камеру, собираемую из двух боковых, двух торцевых панелей и верхней секции. Панели 3^-х слойные из холодно-гнутых профилей и из полужестких минераловатых утеплителей, с внутренней стороны панели обшиваются алюминиевыми листами или листом из нержавеющей стали. Снаружи камера обшита гофрированным алюминием.

Алюминий

Строительное железо Стекловата 1 120 мм пенобетон

Пенобетон

50 мм стекловата

7 мм алюминий

8 мм строительное

железо

Гофрированный алюминий

Расчет теплопотерь через ограждения камеры производится по формуле в 2^-х вариантах:

а) Для зимних условий:

Q_{огр. зим.} = F · k (t_кам. - (-t_зим.) ) [ккал/кг] ;

б) Для среднегодовых условий:

Q_{огр. ср.год.} = F · k (t_кам. - (-t_0ср.год) ) [ккал/кг] ;

F - площадь ограждения камеры

k - коэффициент теплопередачи

t_кам. - температура внутри камеры

Для многослойных ограждений камеры рассчитывается по формуле:

£_в. - коэффициент теплопередачи от окружающей среды к внутренней поверхности ограждения.

£_в. = 22...25ккал/м² · ч · ºC

£_н. - коэффициент теплопередачи от наружной поверхности ограждения сушильной камеры к окружающей среде.

G₁, G₂ ,G₃ ,G_n - это толщина отдельных слоев ограждения в м.

λ₁ , λ₂ , λ₃ , λ_n - это коэффициент теплопроводности материала, принимается согласно справочных данных (Справочник по сушке древесины Е.С. Богданов )

Материал		λ ккал/м2 · ч · ºC
Железобетон Пенобетон Кирпич Рубероид Минеральная вата Алюминий Сталь строительная Асбестоцементные плиты		1,4 0,34 0,7 0,15 0,06 240 58 0,13
Засыпка	Песок	0,5
	Шлак топливный	0,25

1

+

+

+

+

+

1 0,1 0,014 0,018 0,05 1 22 0,13 240 58 0,06 10

= 0,6

1
	kстены =

+

+

1 0,120 0,014 0,018 0,05 1 22 0,13 240 58 0,06 10

= 0,6

+	+		+
1
		kдвери =

+

+

1 0,012 0,020 0,01 1 22 240 50 0,06 10

+

+

= 0,8

k_пола - принимается 0,5 стены

k_пола = 0,5 · 0,6 = 0,3 ккал/м² · ч · ºC

Расчет теплопотерь ведется по таблице для зимних и для среднегодовых условий:

Ограждения	Fм2	Коэфф. теплопередачи k · ккал/м2·ч·ºC	t0		t1-t0		Qогр.= F·k(tкам.- t)
			Зим. расчет	Среднегод. расчет	Зим. условия	Среднегод. условия	Зим. условия	Среднегод. условия
1	2	3	4	5	6	7	8	9
Бок наруж. 14,42 х 4,9	70,65	0,6	-24	+7,3	104	72,7	4408	3082
Торцевая 4,9 х 4,52	22,148	0,6	-24	+7,3	104	72,7	1382	966
Перед. торц. за вычет двери.	16,5	0,6	-24	+7,3	104	72,7	1030	720
Двери 2 х 2,8	5,6	0,8	-24	+7,3	104	72,7	466	326
Потолок 4,1 х 14,42	59,1	0,6	-24	+7,3	104	72,7	3688	2578
Пол (14,42х 4,1)х2	37,04	0,3	-24	+7,3	104	72,7	116	808
Итого Q огр. ккал/ч							12133	8480
С учетом 10% по ОСТ							13346	9328
С учетом коэффициента запаса С=2							26693	18656

Qогр.ср.год

Qогр.зим

II.7. Удельный расход тепла на 1 кг испаряемой влаги рассчитывается по формуле

[ ккал/кг ]
	Мср.час.

Мср.час.

[ ккал/кг ] ;

26693

Расход тепла на испарение рассчитываем по формуле:

· 1000 - tмат. [ ккал/кг ]

I2 - I0

d2 - d0.

I₂ = I₁

I₀ - теплосодержание свежего приточного воздуха температурой t = 20ºC, подаваемого вентилятором из коридора управления.

I₀ = 12 ккал/кг

t_мат. - определяется по Id диаграмме ; t_мат. = t_м. - t_м. = 69ºC

d₀ - для свежего приточного воздуха при t = 20ºC,

d₀ = 12г/кг

Суммарный расход тепла на сушку 1кг испаряемой влаги определяем в 2^-х вариантах:

а) Зимой

С₁ - коэффициент запаса принимаем равным 1,2

б) Среднегодовой расчет

II.8. Выбор конструкции и определение нагрева поверхности калорифера.

В камере типа УЛ-2 установлены пластинчатые калориферы. Для камер периодического действия часовой расход тепла, который должен быть покрыт калорифером, рассчитываем по формуле:

Q = ( Q_исп. - Q_{огр.зим.} ) · С₂

Q_исп. - определяем по формуле:

Q_исп. = q_исп. · М_расч. [ ккал/кг ]

С₂ = 1,3

Q_исп. = 606 · 102,7 = 62236 [ ккал/кг ]

Q = (62236 +26693) · 1,3 = 115608[ ккал/кг ]

Площадь нагрева калориферов рассчитываем по формуле:

Q · C3

k · (tкам. - tп.)

F =

k - коэффициент теплопередачи калорифера

t_п. - температура пара, при давлении пара 0,45МПа, t = 147ºC

C₃ - коэффициент запаса принимаем равным 1,3

Для определения коэффициента k проводим предварительный расчет:

А) Укрупнено рассчитываем площадь нагрева калорифера

F= 6 · E

Где Е - емкость камеры F= 6 · 24,28 = 145,68

Б) Выбираем марку калорифера и его площадь нагрева по справочным данным (Справочник по сушке древесины Е.С.Богданов)

КФ - 12 ; F_1кал. = 88,8м²

ƒ_{жив.сеч.кал.} = 0,810 м²

В) Рассчитываем количество калориферов:

F 145,68 = 1,6калорифера F1кал. 88,8

n_к. = =

Укрупнено берем 6 калориферов.

Г) Определяем суммарную площадь живого сечения калориферов

Σƒ_{жив.сеч.} = ƒ_{жив.сеч.} · n_к. = м²

Σƒ_{жив.сеч.} = 0,810 · 6 =4,86м²

м/с

Σƒжив.сеч · 3600

Vц.

Д) Определяем действительную скорость воздуха при прохождении его через калориферы:

ω_дейст. =

167400

4,86 · 3600

ω_дейст. = = 9,5 м/с

Е) Определяем весовую скорость воздуха циркулирующего внутри камеры:

ω₁ = ω_дейст. · ρ₁ = 9,5 · 0,87 = 8м/с

Ж) Определяем k по справочнику k = 21,2

З) Определяем площадь нагрева калорифера:

Q · С3

k · (tп.- tкам. )

F_факт. =

150290

84719 · 1,3

21,2· (147 - 80 )

1420

F_факт. = = ≈ 106

Окончательно в цех устанавливаем пластинчатые калориферы марки КФБ - 12 в количестве 6 штук.

II.9. Расчет расхода пара на сушку 1м³ древесины, на камеру в час и на сушильный цех.

qсуш.ср.год · М 1м3

Расход пара на 1м³ расчетного материала для среднегодовых условий рассчитываем по формуле:

500

Д_{суш. 1 м}³ = [кг/м³]

1175 · 187,2

500

Д_{суш. 1 м}³ = = 440 [кг/м³]

Расход пара в процессе сушки на камеру в час рассчитываем в 2^-х вариантах:

(Qисп.час + Qогр.зим. ) · С2

А) Зимой

500

Д_{кам.суш.} = [кг/ч]

(115606 + 26693 ) · 1,2

500

Д_{кам.суш.} = = 342 [кг/ч]

Б) Среднегодовые условия

(Qисп.час + Qогр.ср.год) · С2

500

Д_{кам.суш.} = [кг/ч]

(115606 + 18656 ) · 1,2

500

Д_{кам.суш.} = = 315 [кг/ч]

Расход пара на камеру в час в период нагрева определяем для зимних условий:

Q_нагр.ч = [ккал/ч]

τ_{нагрева} - это продолжительность нагрева расчетного материала, принимаем из расчета 2ч на 1см толщины

τ_{нагрева} Кедра 32 · 2 = 6,4часа

47707 · 24,28

6,4

Q_нагр.ч = = 180988 [ккал/ч]

Максимальный часовой расход пара, потребляемого цехом определяется для зимних условий по формуле:

Д_цеха = m_{кам. прогрева} · Д_{прогрева} + m_{кам. суш.} · Д_{кам. суш.}

m_{кам. прогрева} - количество камер в которых одновременно осуществляется прогрев

Количество камер определяем 1/6 от общего нагрева камер.

180988 + 26693

Qнагр.ч. + Qогр.зим.

Д_{прогрева} - часовой расход пара на 1камеру в период прогрева, рассчитываем по формуле:

500

500

Д_{прогрева} = =

Д_цеха = 1 · 415 + 5 · 342 = 415 + 1710 = 2125 [кг/ч]

Годовой расход пара на сушку всего заданного количества высушиваемых пиломатериалов рассчитывается по формуле:

Дсуш. 1 м3 · Ф · С

1000

Д_год =

Ф - объем фактически высушиваемого материала

С - коэффициент длительности выбирается в зависимости от средней продолжительности сушки материала τ_{ср. факт.}

τ1 · Ф1 + τ1 · Ф2 + τ1 · Ф3 + τ3 · Ф4 + τ5 · Ф5 + τ6 · Ф6

τ_{ср. факт.} - рассчитываем по формуле:

ΣФ

τ_{ср. факт.} =

6500

6500

τ_{ср. факт.} = = =

= 7,5

Если τ_{ср. факт.} = 7,5 , то С по справочнику Е.С.Богданова в зависимости от отношения

τ_{ср. факт.} 7,5

τ_{факт.расчет.}⁼ _2,9 ^{= 2,6}

С = 1,3

440 · 6500 · 1,3

1000

Д_год = = 3718 [тонн/год]

III. Аэродинамический расчет

2 1 13

3 12

4

5 11

6 7 9 10

8

_{0,2 1,8}

Т Т

III.1. Расчет площади участков

1)

П·Двен·м2

Сопротивление вентилятора

4

ƒ_уч.(1) =

Двен. = 1

3,14 · 1

4

ƒ_уч.(1) = = 0,8 м²

2) Прямой участок

ƒ_уч.(2) = 14,4 · 1,5 = 21,6 м²

3) Поворот под углом 135º

ƒ_уч.(3;12) = 0,5 · 14,4 = 7,2м²

4) Сопротивление калорифера

ƒ_уч.(4) = ƒ_{жив.сеч.калориф.} · n_{калориф.} = 4,9 · 6 = 29,4м²

5) Прямой участок

ƒ_уч.(5;11) = 0,25 · 14,4 = 3,6 м²

6) Поворот под углом 90º

Fжив.сеч.шт.
	15,5

1 - 0,54

1 - βвыс.

ƒ_уч.(6;10) = = = 34м²

7) Внезапное сужение

ƒ_уч.(7) = F_{жив.сеч.шт.} = 15,5м²

8) Сопротивление штабеля

ƒ_уч.(8) = F_{жив.сеч.шт.} = 15,5м²

9) Внезапное расширение

ƒ_уч.(9) = F_{жив.сеч.шт.} = 15,5м²

Рассчитываем скорость сушильного агента на каждом участке по формуле:

Vц

3600 · ƒуч

W = м/с

Vц. - объем циркулирующего воздуха внутри камеры.

ƒ_уч - площадь участка

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

W₁ = 167400 / 3600 · 0.8 = 58.2 / 6_вен. = 9,7 м/с

W_2;13 = 167400 / 3600 · 21,6 = 2,15 м/с

W_3;12 = 167400 / 3600 · 7,2 = 6,46 м/с

W₄ = 167400 / 3600 · 29,4 = 1,6 м/с

W_5;11 = 167400 / 3600 · 3,6 = 13 м/с

W_6;10 = 167400 / 3600 · 34 = 1,4 м/с

W_7;8;9 = 167400 / 3600 · 15,5 = 3 м/с

№ участка	1	2;13	3;12	4	5;11	6;10	7	8	9
ƒучастка	0,8	21,6	7,2	29,4	3,6	34	15,5	15,5	15,5
W м/с	9,7	2,15	6,46	1,6	13	1,4	3	3	3

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Сопротивление воздуха на участках камеры:

Участок 1

Сопротивление при входе и выходе из кожуха вентилятора для камер с осевыми вентиляторами коэффициент трения воздуха принимаем ζ = 0,8

ρ · w2 2

Сопротивление на этом участке определяем по формуле:

2q

h₁ = · ζ [кг/м²]

ρ - плотность воздуха = 0,87 кг/м³

w - скорость воздуха

2q - сила тяжести

h₁ = 0,87 · 9,7² / 2 · 9,8 · 0,8 = 3,34 кг/м²

Участок 2 ; 13

Сопротивление на прямом участке определяем по формуле:

ρ · w2

ζ тр · l · U

4 · ƒ

2q

h _{2 ;13} = · · 2 [кг/м²]

ζ _тр - для металлических каналов принимается = 0,016.

l - длина канала = 14,4м

U - периметр канала (14,4 + 1,8) · 2 = 32,4м²

ƒ - площадь участка = 21,6м²

h _{2 ;13} = ((0,87 · 2,15²) / 19,6) · ((0,016 · 14,4 · 32,4) / 86,4) · 2 = 0,18 [кг/м²]

Участок 3 ; 12

Сопротивление на повороте под углом 135º , определяем по формуле:

ρ · w2 2

2q

h₁ = · 2ζ [кг/м²]

ζ ₁₃₅^º - для поворота на 135º = 0,25

h _3;12 = ((0,87 · 6,46²) / 19,6) · 2 · 0,25 = 0,9 [кг/м²]

Участок 4

Сопротивление калорифера принимается по справочным данным, в зависимости от весовой скорости:

w · ρ [кг/м²]

1,6 · 0,87 = 1,4 [кг/м²]

Участок 5 ; 11

Сопротивление на прямом участке определяем по формуле:

4 · ƒ

2q

h _5;11 = · · 2 [кг/м²]

h _5;11 = ((0,87 · 13²) / 19,6) · 2 · (0,016 ·14,4 ·(0,5 + 14,4) · 2) / (4 · 14,4) = 7[кг/м²]

Участок 6 ; 10

Сопротивление на повороте под углом 90º , определяем по формуле:

ρ · w2 2

2q

h₁ = · 2·ζ [кг/м²]

Значение коэффициента ζ _тр для поворота определяем по справочным данным - ζ _тр для 90º = 1,1

h _6;10 = ((0,87 · 1,4 ²) / 19,6) · 2 · 1,1 = 0,2 [кг/м²]

Участок 7

ρ · w2 2

Сопротивление при внезапном сужении определяется по формуле:

2q

h₁ = · ζ_тр. [кг/м²]

Коэффициент трения при внезапном сужении определяется в зависимости от отношения ƒ / F по справочным данным

ƒ = 6,5 · 2,6 · 2 = 34м²

F = 14,4 · 2,9 = 42м²

ζ_тр. = 34/42 = 0,04

h ₇ = ((0,87 · 3 ²) / 19,6) · 0,04 = 0,02 [кг/м²]

Участок 8

Сопротивление штабеля

ρ · w2 2

2q

h₁ = · ζ_тр. [кг/м²]

ζ _тр - сопротивление штабеля определяется по графику в зависимости от скорости воздуха по штабелю

w_штаб. = w · (1 - β_выс.) = 3 · 0,46 = 1,38

ζ _тр. = 20

h ₇ = ((0,87 · 3 ²) / 19,6) · 20 = 8 [кг/м²]

Участок 9

Сопротивление при внезапном расширении определяется по формуле:

ρ · w2 2

2q

h₁ = · ζ_тр. [кг/м²]

Коэффициент трения при внезапном сужении определяется в зависимости от отношения ƒ / F по справочным данным

ƒ = 6,5 · 2,6 · 2 = 34м²

F = 14,4 · 2,9 = 42м²

ζ_тр. = 34/42 = 0,04

h ₇ = ((0,87 · 3 ²) / 19,6) · 0,04 = 0,02 [кг/м²]

Суммарное сопротивление по кольцу циркуляции воздуха в камере

h_расч. = h₁ + h_2;13 + h_3;12 + h₄ + h_5;11 + h_6;10 + h₇ + h₈ + h₉

h_расч. = 3,3 + 0,18 + 0,9 + 1,4 + 7 + 0,2 + 0,02 + 8 + 0,02 = 21,02 [кг/м²]

III.2. Выбор вентилятора

Для выбора вентилятора имеются данные давления воздуха по характеристике.

h_хар. = h_расч. = 21,02 · (1,2/0,87) = 29 [кг/м²]

Vц.

nвен.

V_{ц. 1вен.} = = 167400/6 = 27900 м³/ч

Vц. 1вен.

3600

V_1вен. = = 27900/3600 = 7,75 м³/с