Технологический расчёт камер и цеха

 

2.1 Пересчёт объёма фактического пиломатериала в объём условного материала

 

Объём высушенного или подлежащего сушке пиломатериала заданной спецификации пересчитывается в объём условного материала , по формуле:

, (2.1)

где - объём высушенных или подлежащего сушке пиломатериала заданной

спецификации, ;

- коэффициент пересчёта.

Принимается 30000 ; 20000 ; 20000 - по заданной спецификации пиломатериалов.

 

 

Определение коэффициента пересчёта :

, (2.2)

где - коэффициент продолжительности оборота камеры;

- коэффициент вместимости камеры.

 

 

2.1.1 Коэффициент вместимости камеры :

, (2.3)

где - коэффициент объёмного заполнения штабеля условным материалом;

- коэффициент объёмного заполнения штабеля фактическим материалом;

 

 

 

Коэффициенты и определяются по формуле:

, (2.4)

где - коэффициент заполнения штабеля по высоте;

- коэффициент заполнения штабеля по ширине;

- коэффициент заполнения штабеля по длине.

Принимается =0,9 – таблица 1.1[1] для обрезных пиломатериала, уложенного без шпаций;

=0,8 – по заданию.

 

.

Определение коэффициента заполнения штабеля по высоте :

, (2.5)

где S - номинальная толщина высушиваемого материала, мм;

- толщина прокладок, мм;

Принимается S= 50 мм ; 32 мм ; 50 мм – по заданной спецификации пиломатериалов;

Для штабеля высотой до 3,0 м толщина прокладок Sпр = 25 мм, для штабелей вы­сотой до 5,0 м – Sпр = 32 мм.

 

Коэффициент βш зависит от способа укладки (со шпациями, без шпаций) и вида пиломатериалов (обрезные, необрезные). Значения βш выбирают по таблице.

Определение коэффициента заполнения штабеля по длине :

, (2.6)

где l – средняя длина досок в штабеле, м;

- габаритная длина штабеля, м.

Принимается 5,0 м

4,5- по заданной спецификации пиломатериалов;

=6,6 м – таблица 7.1.1[2] для камеры “СП-5КМ-3”.

 

 

Объемная усушка У0, %, определяется по формуле

 

, (2.7)

 

где Ко – коэффициент объемной усушки, зависящий от породы древесины;

Wном – влажность, для которой установлены номинальные размеры по толщине и ширине пиломатериалов, %;

Wк – конечная влажность высушенных пиломатериалов, %.

 

Принимается - таблица 1.2[1] для сосны;

- таблица 1.2[1] для ели;

=20 % - с.8[1] для экспортных пиломатериалов;

=10% - c.8[3] для второй категории качества сушки пиломатериалов

=12 % - 6[1] для условного материала.

Для условного материала

 

.

 

Коэффициент объемного заполнения штабеля условным материалом для камер со средней и мощной циркуляцией принимается

 

 

Все расчеты по определению βф и βу представлены в таблице 2.1.

 

Таблица 2.1 - Определение коэффициентов объемного заполнения штабеля факти­ческими пиломатериалами и условным материалом

 

Порода, вид и размеры пило­материалов, мм βв Βш Β д Ко Wном, % Wк, % Уо,% βф, βу КЕ
1. Сосна, обр. пиломатер. 50х250х5000   0,66 0,9 0,75 0,44 4,4 0,426 1,066
2. Сосна, обр. пиломатер. 32х210х5000 0,56 0,9 0,75 0,44 4,4 0,362 1,254
3. Ель, обр. пиломатер. 50х280х4500 0,66 0,9 0,68 0,43 4,3 0,387 1,173
4. Сосна, обр. пиломатер. 40х150х5500 (усл. матер.) 0,615 0,9 0,85 0,44 3,52 0,454 -

 

2.1.2 Определение коэффициента продолжительности оборота камеры :

, (2.8)

где - продолжительность оборота камеры при сушке фактического материала данного

размера и породы, суток;

- продолжительность оборота камеры при сушке условного материала, суток;

 

Продолжительность одного оборота камеры при сушке фактического или условного

материала, суток, для камер непрерывного действия:

, (2.9)

 

с

с

с

 

, (2.10)

 

где - продолжительность сушки фактического или условного материала, суток.

с

 

Определение продолжительности сушки пиломатериалов в воздушной камере с противоточной циркуляцией непрерывного действия при низкотемпературном процессе , ч:

 

, (2.11)

где - исходная продолжительность сушки сосновых пиломатериалов заданных размеров от начальной влажности 60 % до конечной влажности 12 % в камерах с поперечной штабелёвкой при объёме циркулирующего сушильного агента, обеспечивающем минимальную себестоимость сушки пиломатериалов при сохранении их целостности, ч;

- коэффициент, учитывающий породу древесины;

- коэффициент, учитывающий интенсивность циркуляции;

- коэффициент, учитывающий начальную и конечную влажность;

- коэффициент, учитывающий качество сушки;

Принимается =92ч – таблица 1.1.10[1] для нормального режима при сушке пиломатериала толщиной 50 мм шириной >180 мм;

=52 ч – таблица 1.1.10[1] для нормального режима при сушке пиломатериала толщиной 32 мм шириной >180 мм;

=92ч – таблица 1.1.10[1] для нормального режима при сушке пиломатериала толщиной 50 мм шириной >180 мм;

= 1,00 с.18[1] для сосны;

=0,88 с.18[1] для ели;

=1,00 с.18[1] для сосны;

1,32 – таблица 1.13[1] для 80 %, 10 %, нормальным режимом, толщина пиломатериалов 50 мм;

1,36 – таблица 1.13[1] для 80 %, 10 %, нормальным режимом, толщина пиломатериалов 32 мм;

1,32 – таблица 1.13[1] для 80 %, 10 %, нормальным режимом, толщина пиломатериалов 50 мм;

=1,15 –коэффициент учитывающий категорию качества по второй категории качества.

 

ч

ч

ч

 

Общий объём условного материала , :

 

123, (2.12)

 

=60150+31600+38800=130550, м3/усл ;

Результаты пересчёта объёма фактических пиломатериалов объём условного материала сведены в таблицу 2.2.

 

Таблица 2.2 - Пересчет объема фактических пиломатериалов в объем условного материала

Порода, вид и сечение пилома­териалов, мм Заданный объем сушки Ф, м3 Коэффициент вместимости камеры КЕ Коэффициент оборота ка­меры Кτ Коэффициент пересчета Кi Объем в условном материале У, м3/усл
1. Сосна, обр. п/м 50х250   1,066 1,88 2,005
2. Сосна, обр. п/м 32х210 1,254 1,26 1,58
3. Ель, обр. п/м 50х280 1,173 1,65 1,94
Итого      

 

Определение габаритной скорости циркуляции , м/с:

 

, (2.12)

 

 

где - скорость циркуляции агента сушки через штабель, м/с;

Принимается =2,5 м/с –таблица 3[4] для камеры “СП-5КМ-3”.

 

м/с

м/с

м/с

м/с

 

=1,10 – таблица 1.11[1] при м/с, при поперечной штабелёвке и прямолинейной циркуляции, толщина мм, нормальные режимы;

=1,27 – таблица 1.11[1] при м/с, при поперечной штабелёвке и прямолинейной циркуляции, толщина мм, нормальные режимы;

=1,10 – таблица 1.11[1] при м/с, при поперечной штабелёвке и прямолинейной циркуляции, толщина мм, нормальные режимы;

=0,96 – таблица 1.11[1] при м/с, при поперечной штабелёвке и прямолинейной циркуляции, толщина мм, нормальные режимы;

 

Результаты по определению продолжительности сушки сведены в таблицу 2.3.

 

 

Таблица 2.3 – Определение продолжительности сушки пиломатериалов

Порода, сечение пиломатериалов, мм Категория режима Категория качества сушки Влажность Исходная прод-сть сушки τисх Коэффициенты , ч , , сут.  
,% ,%  
 
1. Сосна, обр. п/м 50х250   Н 1,00 1,10 1,32 1,15 6,4 1,88  
2. Сосна, обр. п/м 32х210 Н 1,00 1,27 1,36 1,15 4,3 1,26  
3. Ель, обр. п/м. 50х280 Н 0,88 1,10 1,32 1,15 5,6 1,65  
4.Сосна,обр. (усл.матер.) Н 1,0 0,96 1,36 1,15 3,4 -  

 

 

2.2 Определение производительности камер в условном материале

 

Годовая производительность камеры в условном материале, м3 усл./год, определяется по формуле

 

, (2.13)

 

где Еу - вместимость камеры в плотных кубометрах условного материала, м3/усл;

пу – число оборотов камеры в год при сушке условного материала.

 

Вместимость камеры в условном материале, м3/усл., находится по формуле

 

, (2.14)

 

где Г – габаритный объем всех штабелей в камере, м3;

βу – коэффициент объемного заполнения штабеля условным материалом.

 

Габаритный объем штабелей вычисляется по выражению

 

, (2.15)

 

где n – число штабелей в камере;

l, b, h – соответственно габаритная длина, ширина и высота штабеля, м.

Число штабелей в камере n = 14.шт.

Габаритная длина штабеля l = 6,6 м .

Габаритная ширина штабеля b = 1,8 м .

Габаритная высота штабеля h = 3,0 м .

 

м3

 

Число оборотов камеры в год (число загрузок), об./год, определяется по выраже­нию

 

, (2.16)

 

где 335 – время работы камеры в году, суток;

τоб. у - продолжительность оборота камеры для условного материала, суток.

 

Продолжительность оборота камеры для условного материала τоб. у =3,4 суток.

,об./год

 

В конечном виде формулу для определения годовой производительности камеры в условном материале можно записать

 

. (2.17)

 

 

2.3 Определение необходимого количества камер

 

Необходимое количество камер , определяется по формуле:

 

, (2.18)

 

Принимается блок из 5 сушильных камер.

 

 

2.4 Определение производственной мощности лесосушильного цеха

 

Производственная мощность лесосушильного цеха , , определяется по формуле:

 

, (2.19)

 

 

 

3 Тепловой расчет камеры

 

 

Производится с целью определения затрат тепла на сушку, расхода теплоноси­теля, выбора и расчета теплового оборудования камер и цеха (калориферов, трубопроводов).

 

 

3.1 Выбор расчетного материала

 

 

За расчетный материал принимаются самые быстросохнущие доски или заготовки из заданной спецификации. В этом случае камеры обеспечат сушку любого другого материала из этой спецификации. При проектировании универсальных лесосушильных камер за расчетный материал принимаются, как правило, сосновые обрезные доски толщиной 25 мм, шириной не менее 180 мм, начальная влажность около 80 %, конечная – в зависимость от целевого назначения.

В данной курсовой работе за расчетный материал принимаем сосновые обрезные доски толщиной 32 мм, шириной 210 мм, начальная влажность 80%, конечная– 10 %.

 

 

3.2 Определение массы испаряемой влаги

 

 

3.2.2 Масса влаги, испаряемой из 1 м3 пиломатериалов

 

 

Массу влаги, испаряемой из 1 м3 пиломатериалов, кг/м3, определяют по формуле

 

, (3.1)

 

где ρб – базисная плотность расчетного материала, кг/м3;

Wн, Wк – соответственно начальная и конечная влажность расчетного мате­риала, %.

Базисная плотность для древесины сосны ρб = 400 кг/м3 [ ].

Начальная влажность расчетного мате­риала Wн = 80 %.

Конечная влажность расчетного мате­риала Wк = 10 %.

 

кг/м3

 

 

3.2.2 Масса влаги, испаряемой за время одного оборота камеры

 

 

Массу влаги, испаряемой за время одного оборота камеры, кг/оборот, опреде­ляют по формуле

 

, (3.2)

 

, (3.3)

 

где Е – вместимость камеры, м3;

Г – габаритный объем всех штабелей в камере, м3;

βф – коэффициент объемного заполнения штабеля расчетным материалом.

 

м3;

 

кг/оборот

 

 

3.2.3 Масса влаги, испаряемой из камеры в секунду

 

 

Массу влаги, испаряемой из камеры в секунду, кг/с, определяют по формуле

 

, (3.4)

 

где τсоб.суш – продолжительность собственно сушки, ч.

 

Продолжительность собственно сушки τсоб.суш = 93,7 ч.

 

кг/с

 

Продолжительность собственно сушки, ч, определяют по формуле

 

, (3.5)

 

где τсуш – продолжительность сушки расчетного материала, ч;

τпр – продолжительность начального прогрева материала, ч;

τкон. ВТО – продолжительность конечной влаготеплообработки, ч.

 

Продолжительность сушки расчетного материала τсуш = 103 ч.

Продолжительность начального прогрева материала τпр = 7,3 ч [ ].

Продолжительность конечной влаготеплообработки τкон. ВТО = 2 ч [ ].

 

 

 

,

ч

 

где τсуш-общая продолжительность сушки расчетного материала, ч;

nшт- число штабелей по длине камеры непрерывного действия.

 

3.2.4 Расчетная масса испаряемой влаги

 

 

Расчетную массу испаряемой влаги, кг/с, определяют по формуле

 

, (3.6)

 

где k – коэффициент неравномерности скорости сушки.

Коэффициент неравномерности скорости сушки k = 1,0 .

 

кг/с.

 

 

3.3 Выбор режима сушки

 

 

Режим сушки выбирается в зависимости от породы и толщины расчетного материала, а также требований, предъявляемых к качеству сухой древесины.

В данной курсовой работе режим дан в задании, для этого варианта – это нормальный (Н), категория качества – II.

 

 

Таблица 3.1 - Параметры агента сушки

Средняя конечная влажность древесины, % Параметры режима Толщина пиломатериалов
32-40 мм
Нормальные режимы (Н)
  t, оС
10-12 Δt, оС
  φ 0,35
  ∆t2 >50%
  ∆t2<50%

 

3.4 Определение параметров агента сушки на входе в штабель

 

3.4.1 Агент сушки – влажный воздух

 

По выбранному режиму назначаются расчетная температура t1 и относительная влажность воздуха φ1 со стороны входа в штабель. Для камер непрерывного действия с противоточной циркуляцией они соответствуют параметрам в сухом конце камеры (t1; φ1 ).

Влагосодержание d1, теплосодержание I1, плотность ρ1 и приведенный удельный объем υпр.1 определяются по Id – диаграмме.

Параметры агента сушки на входе в штабель приведены в таблице 3.2

 

Таблица 3.2 - Параметры агента сушки на входе в штабель

Параметры t1, оС φ1 d1, г/кг I1, кДж/кг ρ1, кг/м3 υпр 1, м3/кг
Значение 0,35 0,83 1,49

 

3.5 Определение объема и массы циркулирующего агента сушки

 

3.5.1 Объем циркулирующего агента сушки

 

 

Объем циркулирующего агента сушки, м3/с, определяют по формуле

 

, (3.7)

 

где υшт – расчетная (заданная) скорость циркуляции агента сушки через штабель, м/с;

Fж.сеч.шт - живое сечение штабеля, м2.

 

Расчетная скорость циркуляции агента сушки через штабель υшт=2,5м/с

 

Vц = 2,5·8,71= 21,77 м3

 

Живое сечение штабеля, м2, определяют по формуле

 

, (3.8)

 

где n – количество штабелей в плоскости, перпендикулярной входу циркулирующего агента сушки;

l, h – длина и высота штабеля, м;

βв – коэффициент заполнения штабеля по высоте.

 

Количество штабелей в плоскости, перпендикулярной входу циркулирующего агента сушки n = 1.

Коэффициент заполнения штабеля по высоте βв = 0,56.

 

Fж.сеч.шт = 1·6,6·3,0∙(1-0,56)= 8,71м2

 

3.5.2 Масса циркулирующего агента сушки на 1 кг испаряемой влаги

 

 

Масса циркулирующего агента сушки на 1 кг испаряемой влаги, кг/кг, опреде­ляют по формуле

 

, (3.9)

 

где υпр.1 – приведенный удельный объем агента сушки на входе в штабель, м3/кг;

 

Приведенный удельный объем агента сушки на входе в штабель υпр. 1 =1,49 м3/кг [ ].

 

кг/кг

 

 

3.5.3 Определение параметров воздуха на выходе из штабеля

 

 

Параметры влажного воздуха на выходе из штабеля в сыром конце камер непрерывного действия (t2, φ2, d2, I2, ρ2, υпр.2) определяются с помощью построения теоретического процесса сушки, т.е. линия I1=I2=const . Для этого производится построение теоретического процесса испарения влаги.

Сначала на Id – диаграмму по выбранному режиму с параметрами t1 и φ1 (на входе в штабель) наносится точка I. Затем из точки 1 проводится линия I1, парал­лельно основным линиям I = const. На оси влагосодержаний находится величина d2. На пересечении линий I1 и d2 находится точка 2, характеризующая параметры воздуха на выходе из штабеля.

 

 

 
 

 

 

Рисунок 2 – Схема построения теоретического процесса сушки на Id – диаграмме

 

Влагосодержание на выходе из штабеля, г/кг, определяют по формуле

 

 

, (3.10)

 

г/кг

 

Параметры влажного воздуха на выходе из штабеля приведены в

таблице 3.3

 

 

Таблица 3.3 - Параметры влажного воздуха на выходе из штабеля

Параметры t2, оС φ2 d2, г/кг I2, кДж/кг ρ2, кг/м3 υпр.2, м3/кг
Значение 0,65 271,26 0,87 1,42

 

 

3.6 Определение объема свежего и отработанного воздуха или перегретого пара

 

 

3.6.1 Масса свежего и отработанного воздуха на 1 кг испаряемой влаги

 

 

Масса свежего и отработанного воздуха на 1 кг испаряемой влаги, кг/кг, опреде­ляют по формуле

 

, (3.11)

 

где d0 – влагосодержание свежего воздуха, г/кг.

 

Влагосодержание свежего воздуха d0 = 10 г/кг.

 

кг/кг

 

 

3.6.2 Объем свежего воздуха, поступающего в камеру

 

 

Объем свежего воздуха, поступающего в камеру, м3/с, определяют по формуле

 

, (3.12)

 

где υпр.0 – приведенный удельный объем свежего воздуха, м3/кг.

 

Приведенный удельный объем свежего воздуха υпр 0 = 0,87 м3/кг [ ].

 

м3

 

 

3.6.3 Объем отработанного воздуха (выбрасываемого из камеры)

 

 

Объем отработанного воздуха (выбрасываемого из камеры), м3/с, определяют по формуле

 

, (3.13)

 

где υпр.2 – приведенный удельный объем отработанного (на выходе из штабеля) воздуха, м3/с.

 

Приведенный удельный объем отработанного (на выходе из штабеля) воздуха υпр2 =1,42 м3/с.

 

м3

 

 

3.6.4 Расчет приточно-вытяжных каналов камеры

 

 

Площадь поперечного сечения приточного канала, м2, определяют по формуле

 

, (3.14)

 

где V0 – объем свежего воздуха, м3/с;

 

 

м2

 

Площадь поперечного сечения вытяжного канала, м2, определяют по формуле

 

(3.15)

 

где Vотр – объем отработанного агента сушки, м3/с.

 

Объем отработанного агента сушки

 

м2

 

В камерах с нереверсивной циркуляцией, в том числе в противоточных камерах непрерывного действия, приточно-вытяжные каналы принимаются с разными размерами.

Примем приточно-вытяжные каналы круглой формы. Зная fкан, легко установить размеры каналов.

Примем диаметр приточно-вытяжного канала 0,27 м.

 

 

Рисунок 3.1 – Схема приточно-вытяжных каналов

 

 

3.7 Определение расхода тепла на сушку

 

 

Расход тепла на сушку складывается из затрат тепла на прогрев материала, испа­рение влаги из него и на теплопотери через ограждения камеры. Затраты тепла на прогрев охлаждений, технологического и транспортного оборудования учитываются введением поправочных коэффициентов. Расчет ведется для зимних и среднегодовых условий.

 

 

3.7.1 Расход тепла на начальный прогрев 1 м3 древесины

 

 

Для зимних условий расход тепла на начальный прогрев 1 м3 древесины, кДж/м3, определяют по формуле

 

, (3.16)

 

где ρW – плотность древесины расчетного материала при заданной начальной влажности Wн, кг/м3;

ρб – базисная плотность древесины расчетного материала, кг/м3;

Wн – начальная влажность расчетного материала, %;

Wг.ж – содержание незамерзшей связанной (гигроскопической) влаги, %;

γ – скрытая теплота плавления льда ,кДж/кг;

с(-), с(+) – средняя удельная теплоемкость соответственно при отрицательной и положительной температуре, кДж/(кг·оС);

tо – начальная температура для зимних условий, оС;

tпр – температура древесины при ее прогреве, оС

 

Плотность древесины сосны при заданной начальной влажности ρW =720 кг/м3 [ ].

Содержание незамерзшей связанной (гигроскопической) влаги Wг.ж=13,5% - рисунок 2.3[1] для =-38 ;

Скрытая теплота плавления льда γ = 335 кДж/кг- с.37[1];

Средняя удельная теплоемкость при отрицательной температуре с(-) = 1,9кДж/(кг·оС) - рисунок 13[5] для и W=80 %;

Средняя удельная теплоемкость при положительной температуре с(+) =3,03 кДж/(кг·оС) - рисунок 13[5] для и W=80 %;

=69 - с.38[1] для камеры непрерывного действия с противоточной циркуляцией при нормальном режиме сушки;

=-38 - таблица 2.5[1] для Иркутска;

 

 

2) Для среднегодовых условий

, :

, (3.22)

где - среднегодовая темература древесины, .

Принимается =3,01 - рисунок 13[5] для и %;

=-1,3 - таблица 2.5[1] для Иркутска.

 

 

 

3.7.2 Удельный расход тепла при начальном прогреве на 1 кг испаряемой влаги

 

 

Удельный расход тепла, кДж/кг, при начальном прогреве на 1 кг испаряемой влаги определяют по формуле

 

, (3.18)

 

- для зимних условий

 

кДж/кг

 

- для среднегодовых условий

 

кДж/кг

 

 

3.7.3 Общий расход тепла на камеру при начальном прогреве

 

 

Для камер непрерывного действия общий расход тепла на камеру при началь­ном прогреве, кВт, определяют по формуле

 

, (3.19)

 

где τпр – продолжительность прогрева, ч; [формула (3.6)].

Епр –объем одновременно загружаемого и прогреваемого материала, м 3 .

Общий расход тепла подсчитывается для зимних и среднегодовых условий.

 

- для зимних условий

кВт

 

- для среднегодовых условий

 

кВт

 

 

3.7.4 Определение расхода тепла на испарение влаги

 

 

Удельный расход тепла на испарение влаги в лесосушильных камерах с много­кратной циркуляцией при сушке воздухом, кДж/кг, определяют по формуле

 

, (3.20)

 

где I2 – теплосодержание воздуха на выходе из штабеля, кДж/кг;

I0 – теплосодержание свежего (приточного) воздуха, кДж/кг;

d2 – влагосодержание воздуха на выходе из штабеля, г/кг;

d0 – влагосодержание свежего (приточного) воздуха, г/кг;

св – удельная теплоемкость воды, кДж/(кг· оС);

tпр – температура нагретой влаги в древесине, оС.

 

кДж/кг

Общий расход тепла на испарение влаги, кВт, определяют по формуле

 

, (3.21)

 

Qисп = 2565·0,15 = 384 кВт

 

 

3.7.5 Потери тепла через ограждения камеры

 

 

Теплопотери тепла через ограждения камеры в единицу времени (секунду), кВт, определяют по формуле

 

 

, (3.22)

 

где ΣFог – суммарная поверхность ограждений крайней камеры в блоке, м2;

k – коэффициент теплопередачи соответствующего ограждения камеры, Вт/(м2·оС);

tс – температура среды в камере, о С;

t0 – расчетная температура наружного воздуха для зимних и среднегодовых условий, оС.

 

 

Рисунок 3.2 – Схема к расчету потерь тепла через ограждения камеры

 

На рисунке 3.2 схематично показана камера периодического действия с внутренними размерами L (длина), В (ширина) и Н (высота) и размерами одностворчатой двери шириной b и высотой h. Расчет теплопотерь производится отдельно для наруж­ной боковой стены, торцовой стены, выходящей в коридор управления, торцовой стены, выходящей в траверсный коридор, двери, перекрытия и пола камеры. Это вы­звано тем, что материал и толщина ограждений различны, а температура наружной среды неодинакова. Потери тепла через междукамерные боковые стены в расчет не принимаются.

Температура наружной среды для всех ограждений, кроме пола, берется одина­ковой (15÷20 оС). Для пола можно брать наружную температуру по среднегодовым условиям (8÷12 оС).

Коэффициент теплопередачи многослойных ограждений, Вт/(м2·оС), определяется по формуле

, (3.23)

 

где αвн – коэффициент теплоотдачи для внутренних поверхностей ограждений, Вт/(м2·оС);

αн – коэффициент теплоотдачи для наружных поверхностей ограждений, Вт/(м2·оС);

δ1, δ2,…, δn – толщина слоев ограждений, м;

λ1, λ2,…, λn – коэффициент теплопроводности материалов соответствующих слоев ограждений, Вт/(м2·оС).

 

Коэффициент теплоотдачи для внутренних поверхностей ограждений αвн=25 Вт/(м2·оС) [ ].

Коэффициент теплоотдачи для наружных поверхностей ограждений αн=9 Вт/(м2·оС) [ ].

Толщина слоев ограждений δ1=0,12 м, δ2 =0,14 м, δ3 =0,12 м.

Коэффициент теплопроводности материалов соответствующих слоев ограждений λ1=58 Вт/(м2·оС), λ4=0,07 Вт/(м2·оС), λ5 = 58 Вт/(м2·оС).

Коэффициент теплопередачи пола, Вт/(м2·оС), определяется по формуле

 

, (3.24)

 

 

Ограждения сборных камер изготовляются в виде щитов с каркасом из про­фильной стали, с двусторонней обшивкой их листовым металлом ( с внутренней сто­роны - нержавеющим) и заполнением теплоизоляцией (шлаковата, стекловата, асбест и т.п.). Толщина металлических щитов составляет 120 – 150 мм для всех ограждений (торцовые и боковые стены, перекрытия и двери). С целью облегчения конструкции дверей их толщина может быть несколько меньшей (80 – 100 мм). В этом случае пре­дусматривается дополнительная теплоизоляция (например, слой листового асбеста).

Температура среды для камер непрерывного действия t1 -температура t2 Расчет поверхности ограждений камеры выполнен в таблице 3.4

 

 

Таблица 3.4 - Расчет поверхности ограждений камеры

Наименование ограждений Формула Площадь, м2
1. Наружная боковая стена 204,77
2. Торцовая стена со стороны траверсного пути без учета площади дверей 14,89
3. Торцовая стена со стороны траверсного пути без учета площади дверей 14,89
4. Перекрытие 249,9
5. Пол 249,9
6. Дверь 25,262

 

Расчет потерь тепла через ограждения приведен в таблице 3.5

 

Таблица 3.5 - Расчет потерь тепла через ограждения

 

Наименование ограждений Fог, м2 kог, Вт/(м2·оС) tс, оС t0, оС tс – tо, оС Qог, кВт
1. Наружная боковая стена 204,77 0,43 86,5 48,5 4,3
2. Торцовая стена со стороны коридора управления 14,89 0,43 86,5 48,5 0,31
3. Торцовая стена со стороны траверсного пути без учета площади дверей 14,89 0,43 86,5 48,5 0,31
4. Перекрытие 249,9 0,43 86,5 48,5 5,2
5. Пол 249,9 0,21 86,5 76,5 1,5
6. Дверь 25,262 0,43 86,5 48,5 1,05
Итого           12,67

 

 

По данным таблицы суммарные теплопотери увеличиваются в 1,5 раза.

 

Удельный расход тепла на потери через ограждения, кДж/кг, определяют по формуле

 

, (3.25)

 

где ΣQог – суммарные теплопотери через ограждения камеры, кВт.

 

кВт

 

 

3.7.6 Определение удельного расхода тепла на сушку

 

 

Удельный расход тепла на сушку, кДж/кг, определяется по формуле

 

(3.26)

 

где с1 – коэффициент, учитывающий дополнительный расход тепла на начальный прогрев камер, транспортных средств, оборудования и др.; принимается в зави­симости от условий процесса от 1,1 до 1,3.

- удельный расход тепла на сушку для зимних условий

 

qсуш = (1041,5 + 2565,9 + 21,2)·1,2 =4430 кДж/кг

 

- удельный расход тепла на сушку для среднегодовых условий

 

qсуш = (544,12 + 2565,9 +21,2)·1,2 = 3757,32кДж/кг

 

 

3.7.7 Определение расхода тепла на 1 м3 расчетного материала

 

 

Расход тепла на 1 м3 расчетного материала для среднегодовых условий, кДж/м3, определяют по формуле

 

qсуш 1 м = qсуш· m1 м (3.27)

 

qсуш 1 м = 3757,32· 280 = 1052049,6 кДж/м3

 

 

3.8 Выбор типа и расчет поверхности нагрева калорифера

 

3.8.1 Выбор типа калорифера

 

Из всего многообразия серийно выпускаемых калориферов (основное название – воздухонагреватель по ГОСТ 7201 – 80) для лесосушильной техники следует реко­мендовать калориферы КСк3 №12

 
 

 

Рисунок 5 – Схема размещения калориферов в циркуляционном канале

 

 

3.8.2 Тепловая мощность калорифера

 

Тепловая мощность калорифера, то есть количество передаваемой им в единицу времени тепловой энергии, кВт, определяется расходом тепла на сушку в единицу времени для зимних условий в камерах периодического действия по формуле

 

Qк = (Qпр +Qисп+ ΣQог)·с2, (3.28)

 

где с2 – коэффициент неучтенного расхода тепла на сушку, принимается 1,1…1,3

 

Qк = (286,3+ 384,88+12,67)·1,1 = 752,235кВт