Вибір розрахункового матеріалу
2.7.1 За розрахунковий матеріал приймається матеріал, який найшвидше сохне за даною специфікою (тобто має найменше значення).
2.7.1.1. Порода: Сосна
2.7.1.2. Розміри: товщина 19,ширина 40, довжина 850;
2.7.1.3. Режими сушіння: Н
2.7.1.4. Тривалість сушіння: діб, суш 0,74
2.7.1.5 Визначення параметрів агента сушіння при вході в штабель.
2.7.1.6 Значення параметрів агента сушіння на вході в штабель заносяться в
таблицю 2.6.
Таблиця 2.6
Назва | Позначення | Значення |
Температура, ˚С | t1 | |
Відносна вологість | φ1 | 0,55 |
Вологовміст, г/кг | d1 | |
Тепловміст (ентальпія), кДж/кг | I1 | |
Тиск пари кПа | Pn | 37,2 |
Густина, кг/м3 | ρ1 | 0,822 |
Питомий об’єм,м3/кг | V1 | 1,64 |
Температура мокрого термометра, ˚С | Tm | |
Питома теплоємкість перегрітої пари, Кдж/кг.град | Cn1 |
2.7.2 Розрахунок кількості випаровуваної вологи.
2.7.2.1 Маса вологи, що випаровується з одного метра кубічного деревини (М1м3) в кг/м3 визначається за формулою
М1м3 = ρб | Wп-Wк | , (2.14) |
де ρб – базисна густина деревини, кг/м3 б = 500 (таблиця Б10 додатку);
Wп – початкова вологість деревини, %;
Wк - кінцева вологість деревини, %;
М1м3 =630* кг/м3
2.7.2.2 Розрахункова кількість вологи, яка випаровується з деревини в секунду (Мр) в кг/с визначається за формулою
Мр = | М1м3 ∙ Г ∙ βф ∙ Ак ∙ х | , (2.16) |
3600 ∙ tсуш |
де Г – габаритний об’єм всіх штабелів в камері, м3;
βф – об’ємний коефіцієнт заповнення штабеля фактичним матеріалом;
Ак – коефіцієнт, який враховує якість сушіння;
Х – коефіцієнт нерівномірності швидкості сушіння, визначається по рис.1 (в додатоку );
tсуш – загальна тривалість сушіння розрахункового матеріалу, год.
Мр = 0,044 кг/с
2.7.3 Визначення об’єму циркулюючого агента сушіння і його параметрів на виході із штабеля
2.7.3.1. Об’єм циркулюючого по матеріалу агента сушіння (Vшт), м3/с визначається за формулою
Vшт = n ∙ Vмат ∙ Sж.п.шт, (2.17)
де n – кількість штабелів в площині, перпендикулярній потоку повітря, шт.;
Vмат – швидкість циркуляції повітря по матеріалу, м/с;
Sж.с.шт – площа живого перерізу штабеля для лісосушильних камер (вільна для проходу агента сушіння), м², визначається за формулою
Sж.п.шт = L ∙ Н (І – βд ∙ βl) (2.18)
де L,H – довжина і висота штабеля, м;
βд,βв – коефіцієнти заповнення штабеля по довжині і висоті.
Sж.п.шт =6,0*1,2(1-1*0,36)=4,6 м2
Vшт =3*2,5*4,6=34,5 м3/c
2.7.3.2. Вологовміст агента сушіння на виході із штабеля (d2), г/кг визначається за формулою
d2 = d1 + | 1000 Мр ∙ V1 | , (2.19) |
Vшт |
де d1 – вологовміст агента сушіння на виході зі штабель, г/кг;
Мр – кількість вологи, яка випаровується із деревини в секунду, кг/с;
V1 – питомий об’єм агента сушіння, м3/кг (діаграма);
Vшт. – об’єм циркулюючого агента сушіння, м3/с.;
d2=359+ 109 г/кг
2.7.3.3 Інші параметри агента сушіння на виході із штабеля визначаються по Ід– діаграмі
рис. 1. Схема розміщення ліній процесу сушіння на Ід – діаграмі
2.7.3.4Параметри агента сушіння на виході із штабеля заносяться в
таблицю 2.7
Таблиця 2.7
Назва | Позначення | Значення |
Температура, ˚С | t2 | |
Відносна вологість, % | φ2 | 0,8 |
Вологовміст, г/кг | d2 | |
Тепловміст (ентальпія), кДж/кг | I2 | |
Тиск пари, кПа | P2 | |
Густина, кг/м3 | ρ2 | 0,988 |
Питомий об’єм, м3/кг | V2 | 1,14 |
Температура мокрого термометра, ˚С | tm |
2.7.4 Розрахунок витрати тепла на сушіння.
2.7.4.1 Витрата тепла на прогрів 1м³ деревини (qпр.Ім3), кДж/м3 для зимових умов визначається за формулою
qпр.Ім3зим = qпр.1кг.зим • ρWn, (2.20)
де qпр.1кг.зим – витрата тепла на прогрів 1кг вологої деревини в зимових умовах, кДж/м³;
ρWn – густина деревини розрахункового матеріалу при заданій початковій вологості, кг/м³;
qпр.1кг.зим =I-60I+I170I=230 кДж/м³
qпр. 1кг сер =10+170=180 кДж/м³
qпр.Ім3зим = 230*710=163300 кДж/м³
qпр.Ім3сер=180*710=127800 кДж/м³
2.7.4.2. Витрата тепла на прогрів деревини в камері (Qпр. зим ), кВт для зимових умов визначається за формулою
де Гпр – габаритний об’єм прогріваючих штабелів, м³. В камерах періодичної дії Гпр=Г (дивитись форм. 12);
Qпр. зим = | qпр.1м³зим ∙ Гпр ∙ βф | , (2.21) |
3600 ∙ τпр |
Βф – об’ємний коефіцієнт заповнення штабеля фактичним матеріалом;
τпр – тривалість початкового прогріву деревини, год;
Qпр. зим = 828,63 кВт
2.7.4.3 Витрата тепла на прогрів деревини в секунду для середньорічних умов (Qпр.ср.год.), кВт визначається за формулою
Qпр.сер.год = | qпр 1м³сер ∙ Гпр ∙ βф | (2.22) |
3600 ∙ τпр |
Qпр.сер.год = 648,49 кДж/м3
2.7.4.4Питомі витрати тепла на початковий прогрів деревини в зимових умовах qпр.зим, кДж/м³ визначається за формулою
qпр.зим = | qпр 1м³зим | (2.23) |
М1м³ |
qпр.зим = 1080,02
2.7.4.5Питома витрати тепла на початковий прогрів деревини в середньорічних умовах (qпр.ср),кДж/кг визначається за формулою
qпр.ср = | qпр 1м³ср | (2.24) |
М1м³ |
qпр.ср = 845,23
2.7.4.6. Питома витрата тепла на випаровування 1кг вологи визначається для зимових і середньорічних умов (qвип.), кДж/кг за формулою
qвип = 1000 | І2-І0 | -Св∙tпр (2.25) |
d2-d0 |
де І2 d2 – тепло і вологість свіжого повітря, що поступає в камеру, кДж/кг г/кг.
(приймається І0 = 46, d0 = 10);
Св – питома теплоємність води, кДж/кг, Св = 4,19кДж/(кг•град).
qвип =1000* 2693,15 кДж/кг
2.7.4.7. Витрата тепла в камері на випаровування вологи в секунду для зимових і середньорічних умов (Qвип.),кВт визначається за формулою
Qвип = qвип. ∙ Мр, (2.26)
де Мр – розрахункова кількість випарованої вологи, кг/с;
Qвип =2693,15*0,044=118,49
2.7.4.8. Розрахунок витрати тепла через огородження камери в секунду для кожного огородження , для зимових і середньорічних умов (Qогр.зим) , кВт визначається за формулою
Qогр.зим = S∙К(tком-tроз)∙с∙10-³, (2.27)
же S – площа поверхні огородження, м³;
К – коефіцієнт теплопередачі даного огородження, Вт (м2,град);
tкам – температура агента сушіння в камері визначається як середнє значення температур на вході і виході з штабелів, ˚С;
tкам = | t1+t2 | (34) |
tрозр – розрахункова температура поза камерою для зимових середньорічних умов, ˚С ;
С – коефіцієнт збільшення тепловитрат;
tкам = ᵒС
Qогр.зим = кВт
2.7.4.9 Результати інших розрахунків витрати тепла через огородження заносяться в таблицю 2.8
Таблиця 2.8
№ п/п | Назва огороджень | S | К Вт/м2 Град | ˚С tком | t роз | tком – tроз | Коефіцієнт | Огр. кВт | |||||
Розрахунок ф-ланя | Значення, м2 | ||||||||||||
Зимова | середня | ||||||||||||
Зимова | середня | Зимова | середня | ||||||||||
Зовнішня бокова стіна | L∙H | 36,9 | 0,6 | -21 | +7 | 3,5 | 2,3 | ||||||
Торцьова стіна, яка входить в коридор управління | β∙Н | 39,6 | 0,6 | +20 | 1,9 | 2,5 | |||||||
Торцьова стіна, яка входить до траверсного коридору | β∙Н – в∙h | 16,2 | 0,6 | -21 | 1,5 | 1,03 | |||||||
Перекриття | B∙L | 53,7 | 0,3 | +10 | 1,6 | 1,7 | |||||||
Підлога | 1.5 (L+2В) | 33,4 | 0,3 | +12 | 0,96 | 1,06 | |||||||
Двері | в∙h | 23,4 | 0,6 | -21 | 2,2 | 1,4 |
2.7.4.10. Питома витрата тепла на втрату через огородження для зимових умов (qогр. зим) в кілоджоулях на кілограм визначається за формулою
qогр. зим = | ΣQогр.зим | , (2.28) |
Мр |
qогр. зим = кДж/кг
2.7.4.11 Питома витрата тепла на витрату через огородження для середньорічних умов (qогр.сер) в кДж/кг визначається за формулою
qогр.cp = | ΣQогр.cp | (2.29) |
Мр |
qогр.cp = кДж/кг
2.7.4.12 Сумарні питомі витрати тепла на сушіння для зимових умов (qзим) в кДж/кг визначається за формулою
qзим = qпр зим + qвип зим + qогр зим, (2.30)
qзим =1080,02+2696,15+265=4041,17кДж/кг
2.7.4.13 Сумарні питомі витрати тепла на сушіння для середньорічних умов(qср) в кілоджоулях на кілограм визначається за формулою
Qcp = qпр cp + qвип cp + qогр cp, (2.31)
qcp =845,23+2696,15+6022=9563,38 кДж/кг