Технологический расчетСушка древесины относится к одному из важнейших процессов технологии деревообработки, направленных на повышение качества и долговечности изделий из дерева. По источнику теплоснабжения сушка классифицируется на естественную - атмосферную – и искусственную – камерная сушка. По способу передачи тепла различают сушку: · конвективную – сушка под воздействием температуры (камерная, атмосферная, сушка на корню); · конвективно-тепловую- газо-водушная, ротационная, вакуумная и сушка в жидкостях; · кондуктивную – сушка по воздействием контакта с нагретыми телами; · рационную – сушка с помощью ИК излучения; · электрическую. Технологический расчет заключается в назначении режима сушки, определении параметров агента сушки и необходимого количества сушильных камер, в выборе и расчете теплового оборудования.
3.1 Технологический расчет (до реконструкции)
Пиломатериал применяется для производства мебели и столярных изде-лий, высушивается по 2 категории качества до конечной влажности Wк = 8%, категория режима сушки –нормальная, используемая сушильная камера –паровоздушная камера периодического действия с поперечно вертикальной циркуляцией типа ЛТА-Гипродрев (ВК-4). Целью технологического расчета является определение камер для высуши-вания заданного годового объема пиломатериалов. В данном случае технологический расчет подтверждает необходимость в наличии установленного на ТОО «Реиз Group» сушильного оборудования при годовом объеме 30000м3. Пересчет объема фактического пиломатериала в обьем условного материала. Для учета производительности лесосушильных камер и планирования их работы установлена неизменная единица – кубометр условного материала, которому эквивалентны сосновые обрезные доски толщиной 50 мм, шириной 150 мм, длинной более 1 м, высушиваемого по 2 категории качества от начальной влажности 60% до конечной -12%.
Таблица 3– Исходные данные.
Объем высушенного или подлежащего сушке пиломатериала заданной спецификации Ф (м3)пересчитывается в объем условного материала У (м3) по формуле (1).
У=Ф*К, (1) где Ф –объем высушенных или подлежащих сушке фактических пиломатериалов данного размера и породы, м3; К-коэффициент пересчета, вычисляется по формуле (2)
К=Кτ*Ке, (2)
где Кτ - коэффициент продолжительности оборота камеры; Ке –коэффициент емкости камеры; Кτ – вычисляется по формуле (3)
Кτ= τоб.усл, / τоб.ф. , (3)
где τоб.ф. –продолжительность оборота камеры при сушке фактического материала данного размера и породы, сушки; τоб.усл, - продолжительность оборота камеры при сушке условного материала, сутки. Продолжительность оборота камеры (сушки) при сушке фактического материала:
τоб.ф= τсуш + τзагр, (4)
где τсуш – продолжительность сушки фактического и условного материла сушки; τзагр – продолжительность загрузки и выгрузки материала. Принимается равной 0,1 суток. Общая продолжительность сушки τсуш (Ч), включая начальный прогрев и влаготеплообработку, находится по формуле (5).
τсуш = τисх. *Ар*Ац*Ак*Ав, (5)
где τисх. – исходная продолжительность сушки пиломатериалов, заданной породы, толщины S1и ширина S2 нормальными режимами,ч; Ар – коэффициент, учитывающий категорию применяемого режима сушки /1/; Ац –коэффициент, учитывающий характер и интенсивность циркуляции воздуха в камере. Определяется в зависимости от произведения τисх. *Ар и типа камеры /1/; Ак- коэффициент, учитывающий категорию качества сушки и характеризующий среднюю длительность влаготеплообработки /1/; Ав- коэффициент, учитывающий начальную Wн и конечную Wк влажность древесины /1/. 1) Сосна сечением 75*125 мм. τисх = 194ч Ар=1; τисх * Ар = 194*1=194, соответственно Ац =0,94; Ак= 1,15; Ав =1,25. τсуш = 194*1*0,94*1,15*1,25=262,14ч=262,14/24=10,92 суток. 2) Сосна Сечением 50*150мм. τисх = 107ч Ар=1; τисх * Ар = 107*1=107, соответственно Ац =0,79; Ак= 1,15; Ав =1,25. τсуш = 107*1*0,79*1,15*1,25=121,51ч=5,06 суток. 3) Пихта, сечением 60*150мм. τисх = 125ч Ар=1; τисх * Ар = 125*1=125, соответственно Ац =0,81; Ак= 1,15; Ав =1,25. τсуш = 125*1*0,81*1,15*1,25=145,55ч=6,06 суток. 4)Ель, сечением 60*125мм. τисх = 122ч Ар=1; τисх * Ар = 122*1=122, соответственно Ац =0,8; Ак= 1,15; Ав =1,25. τсуш = 122*1*0,8*1,15*1,25=140,3ч=5,85 суток.
Полученные данные заносятся в таблицу 5.
Таблица 4 –Определение продолжительности сушки пиломатериалов.
Условный материал: сосна, сечением 50*150 мм τсуш. усл. =107,1*1,15*0,81*1=99,72ч =4,1 суток τоб.усл =4,1+0,1=4,2 суток 1) Сосна, сечением 75*125мм. τоб.ф =10,92+0,1=11,02 суток Кτ=11,02/4,2=2,62 2) Сосна, сечением 50*150мм τоб.ф =5,06+0,1=5,16 суток Кτ=5,16/4,2=1,23 3)Пихта, сечением 60*150мм τоб.ф =6,06+0,1=6,16 суток Кτ=6,16/4,2=1,47 4)Ель, сечением 60*125мм τоб.ф =5,85+0,1=5,95 суток Кτ=5,95/4,2=1,42 Коэффициент емкости камеры определяется отношением коэффициентов объемного заполнения штабеля условным Вусл и фактическим βф материалом. Ке= βусл /βф (6) Коэффициент βф равен произведению коэффициентов заполнения штабеля по высоте βв, ширине βш и длине βдл, с учетом объемной усушки пиломатериалов У0.
βф= βв* βш* βдл*100-У0/100 (7)
где βв –коэффициент, зависящий от номинальной толщины высушиваемого материала S, мм и толщины прокладок Sпр, мм /1/:
βв= S/ Sпр+ S, (8)
при Sпр=25мм – принятая толщина прокладок. Коэффициент βш зависит от способа укладки (со шпациями, без шпаций) и вида пиломатериалов (обрезные, необрезные) /1/. Принимается βш=0,9. Коэффициент βдл равен 1,0 при укладке в штабель материала одинаковой длины /1/. Объемная усушка определяется по формуле (9).
У0=К0*(Wном-Wк), % (9)
где К0-коэффициент объемной усушки, зависящий от породы древесины; Wном – влажность, для которой установлены номинальные размеры по толщине и ширине пиломатериалов, % Wк- конечная влажность высушенных пиломатериалов, %. Для пиломатериалов внутреннего использования Wном=15%. Для условного материала:
У0=0,44*(15-12)=1,32% βусл=50/25+50*0,9*0,85*(100-1,32)/100=0,503 1)Сосна, сечение 75*125мм. У0=0,44*(15-8)=3,08% βусл=75/25+75*0,9*1*(100-3,08)/100=0,654 Ке=0,503/0,654=0,769 2)Сосна, сечением 50*150мм. У0=0,44*(15-8)=3,08% βусл=50/25+50*0,9*1*(100-3,08)/100=0,582 Ке=0,503/0,582=0,864 1)Пихта, сечением 60*150мм. У0=0,39*(15-8)=2,73% βусл=60/25+60*0,9*1*(100-2,73)/100=0,618 Ке=0,503/0,618=0,814 1)Ель, сечением 60*125мм У0=0,43*(15-8)=3,01% βусл=60/25+60*0,9*1*(100-3,01)/100=0,616 Ке=0,503/0,616=0,817 1)Сосна, сечением 75*125мм. К=2,62*0,769=2,01 У=9200*2,01=18492 м3усл 1)Сосна, сечением 50*150мм. К=1,23*0,864=1,0 У=7000*1,06=7420 м3усл 1)Пихта, сечением 60х150мм. К=1,47*0,814=1,20 У=5800*1,2=6960м3усл 1)Ель, сечением 60*125мм. К=1,42*0,817=1,16 У=8000*1,16=9280 м3усл Все полученные данные сводятся в таблицу 5 Таблица 5 – Пересчет объема фактических пиломатериалов в объем условного материала.
3.2 Определение производительности камер в условном материале.
Годовая производительность камеры (м3усл/год) в условном материале определяется по формуле (10).
Пу=Еусл+nусл, (10)
где Еусл – емкость камеры в плотных кубометрах условного материала, м3усл. nусл – число оборотов камеры в год при сушке условного материала, об/год.
Емкость камеры в условном материале (м3усл) находится по формуле (11).
Еусл=Г* Βусл, (11)
где Г – габаритный объем всех штабелей в камере, м3; Βусл – коэффициент объемного заполнения штабеля условным материалом. Габаритный объем штабелей (м3) вычисляется (12).
Г=n*I*b*h., (12) где I,b,h – соответственно габаритная длина, ширина, высота штабелей, м;
n –число штабелей в камере. Г=4*6,5*1,8*3=140,4 м3 Еусл=140,4*0,75=105,3 м3усл nусл =335/τоб.усл =335/4,2=79,76 об/год Пу=105,3*0,75*335/4,2=6299,19 м3усл/год.
Определение необходимого количества камер
nкам=∑У/Пу, (13)
где ∑У – общий объем условного материала, м3усл; Пу – годовая производительность одной камеры в условном материале, м3усл/год. nкам = 42151/6299,19=6,091 Принимается 6 камер. Произведенными расчетами было подтверждено и оправдано установленное количество сушильных камер (6 камер) периодического действия типа ЛТА-Гипродрев (ВК-4).
3.3 Тепловой расчет
Тепловой расчет производится с целью определения тепла на сушку. Расхода теплоносителя, выбора и расчета теплового оборудования (калориферов, конденсатоотводчиков, трубопроводов).
Выбор расчетного материала
При расчете сушильных камер за расчетный материал принимается самые быстросохнущие доски из заданной спецификации, т.к. в этом случае камеры обеспечат сушку любого другого материала из заданной спецификации. Самым быстросохнущим материалом является сосновые обрезные доски, сечением 50*150мм с начальной влажностью Wн =60%, высушиваемых до конечной влажности Wк=8%.
Определение массы испаряемой влаги. Масса влаги, испаряемой из 1 м3 пиломатериалов (кг/м3):
m1м3 = Русл *(Wн-Wк)/100, (14)
где Русл – условная плотность расчетного материала, кг/м3; Wн,Wк – соответственного начального и конечная влажность расчетного материала, % m1м3= 400*(60-8)/100 =208 кг/м3
Масса влаги, испаряемой за время одного обороте камеры ( кг/оборот).
mоб.кам.= m1м3*Е (15)
где Е –емкость камеры. м3
Е =Г*βф, (16)
где Г –габаритный объем всех штабелей в камере, м3, βф – коэффициент объемного заполнения штабеля расчетным материалом. Е =112,32*0,582=65,37 м3 mоб.кам.= 208*65,37=13596,96 кг/оборот
Масса влаги, испаряемой из камеры в секунду (кг/с)
mс.= mоб.кам./3600*τсоб.сущ., (17) где τсоб.сущ – продолжительность собственно сушки, ч. Определяется по формуле (18).
τсоб.сущ = τ.сущ – (τпр + τкон.ВТО), (18)
где τ.сущ – продолжительность сушки расчетного материала, ч; τпр – продолжительность начального прогрева материала, ч; τкон.ВТО – продолжительность конечной влаготеплообработки /1/, ч
Продолжительность начального прогрева состовляет 1,5 ч на каждый сантиметр толщины расчетного материала (для хвойных пород). τсоб.сущ=121,51-(1,5*5+10)=104,01ч mс.= 13596,96/ (3600*104,01) =0,04 кг/с.
Расчетная масса испоряемой влаги (кг/с) mр.= mс.*k, (19) где k – коэффициент неравномерности скорости сушки. Принимается k =1,3 (для камер периодического действия при сушке до Wк<12%) /1/. mр.=0,04*1,3=0,05 кг/с.
Выбор режима сушки
Режим сушки выбирается в зависимости от породы и толщины расчетного материала, а также требований, предъявляемых к качеству сухой древесины. В настоящее время установлены четыре категории качества сушки пило- материалов: 0 – сушка до транспортной влажности Wк = 18-20%; 1 - сушка пиломатериалов до Wк = 6 – 7 % (производство музыкальных инструментов, точное машиностроение, производство лыж, паркета и т.д.); 2 – сушка пиломатериалов до Wk = 10-15 % (мебельное производство, столярные изделия и т.д.); 3 – сушка пиломатериалов до Wк = 10-15% (производство строительных изделий, грузовое машиностроение и др Определено что расчетный материал высушивается по второй категории качества сушки пиломатериалов до Wк = 8 %.В камерах периодического дей-ствия применяются режимы низкотемпературного (при средней температуре tср>100° С) процесса. Режимы низкотемпературного процесса по степени жосткости делятся на три категории: мягкие (М), нормальные (Н и форсированные (Ф). Для сос-новых обрезных досок, высушиваемых по категории режима Н, рекоменду-ется 4-В, чему соответствует: - при W >30 % - t = 69 °С, Δ t = 5, φ =0,79; - при W =30-20 % - t = 73 °С, Δ t = 8, φ =0,69; - при W <20 % - t = 91 °С, Δ t = 26 φ =0,33; Для камер периодического действия параметры берутся по средней степени режима W =30-20 %.
Определение параметров агента сушки на входе в штабель
По выбранному режиму назначаются расчетная температура t1 и относите-льная влажность воздуха φ1 со стороны входа в штабель.
t = 73 °С, φ =0,69 Влагосодержание d1, теплоснабжение J1плотность р1 и приведенный удель-ный объем Uпр1 определяется по Jd – диаграмме: d1=215г/1 кг сухого воздуха, J1 =640кДж/кг, р1 =0,90кг/м3, Uпр1=1,35м3/кг.
Определения объема и массы циркулирующего агента сушки Объем циркулирующего агента сушки (м3/с) Определяется по формуле (20)
Vц =Uшт *Fж.сеч.шт.,, (20)
где Uшт – заданная скорость циркуляции агента сушки через штабель, м/с; Fж.сеч.шт – живое сечения штабеля, (м2)
Fж.сеч.шт= n*I*h*(1-βв*βдл), (21) где n –количество штабелей в плоскости, перпендикулярной входу циркули-рующего агента сушки; I,h – длина, высота штабеля. м; βв – коэффициент заполнения штабеля по высоте (8); βдл – коэффициент заполнения штабеля по длине. Fж.сеч.шт= 2*6*2,6*(1-0,67*1)=10,3 м2 Vц = 3*10,3=30,9 м3/с
Масса циркулирующего агента сушки на 1 кг испаряемой влаги (кг/кг)
mц = Vц /mр *Uпр1, (22)
где Uпр1 -приведенный удельный объем агента сушки на входе в штабель, м3/кг mц =30,9/(0,05*1,35)=457,79 кг/кг
Определение параметров воздуха на выходе из штабеля Параметры воздуха на выходе из штабеля (t2,φ2,d2, J2, p2,Uпр2) определяется графическим путем. На выходе из штабеля понижается температура приведенный объем, а значения влагосодержания и плотность увеличивается. Значение теплосодержания остается постоянным. Влагосодержание (г/1 кгсух.воз.) на выходе из штабеля d2 определяется по формуле (23).
d2 =1000/ mц + d1, (23)
d2 =1000/457,79+215=217,18 г/1кг сух.воз. Остальные параметры определяется по Jd – диаграмме: t2 =67,5°С, φ2 =0,9, J2 = J1=640 кДж/кг, Uпр2 =1,33 м3/кг.
Уточнение объема и массы циркулирующего агента сушки
Полученные значения параметров агента сушки на выходе из штабеля является теоретическими. Действительный процесс сушки пройдет не по константе J2 = J1, а с большим наклоном. Однако в расчетах допустимо ограничится построением теоретического процесса сушки, т.к. в итоге это не отражается на массе циркулирующего агента сушки на 1 кг испаряемой влаги.
mц = 1000 / d2- d1,кг/кг (24)
mц =1000/(217,18-215) = 458,72 кг/кг
Vц = mц* mр* Uпр1, м3/с (25)
Vц = 458,72*0,05*1,35 =30,96 м3/с
Определить объем свежего и отработавшего воздуха
1Масса свежего и отработавшего воздуха на 1 кг испаряемой влаги, (кг/кг) m0 = 1000 / d2- d0, (26) где d0- влагосодержание свежего воздуха, г/кг. При поступлении воздуха из цеха принимается: - d0 =10-12 г/кг 0- летом; - d0 2-3 г/кг –зимой. m0 = 1000 / (217,18-11) =4,85 г/кг – летом; m0 = 1000 / (217,18-2) =4,65 г/кг – зимой.
2 Объем свежего (приточного) воздуха, поступающего в камеру (м3/с)
Vо(св) = mр *m0 * Uпр0, (27) где Uпр0 –приведенный удельный объем свежего воздуха, м3/кг. Принимается Uпр0 =0,87 м3/кг. Vо(св) = 0,05*4,85*0,87 =0,21 м3/с – летом; Vо(св) = 0,05*4,65*0,87 =0,2 м3/с – зимой.
3 Объем отработавшего воздуха (выбрасываемого из камеры) (м3/с)
Vотр = mр *m0 * Uпр2, (28)
где Uпр2 –приведенный удельный объем отработавшего воздуха, м3/кг. Vотр = 0,05*4,85*1,33 =0,32 м3/с – летом; Vотр =0,05*4,65*1,33 =0,31 м3/с – зимой.
4 Расчет приточно-вытяжных каналов камеры
Площадь поперечного сечения приточного канала (м2)
fкан = Vо(св)/ Vкан,, (29)
где Vкан –скорость движения свежего воздуха или отработавшего агента сушки. Принимается ориентировочно 2-5 м/с. fкан = 0,21/3 =0,07 м2 – летом, fкан =0,2/3 =0,07 м2 – зимой.
Определение расхода тепла на сушку
Расход тепла на сушку складывается из затрат тепла на нагрев материала, испарения влаги из него и на теплопотери через ограждения камеры. Затраты тепла на нагрев ограждений, технологического и транспортного оборудования учитывается введением поправочных коэффициентов. Расчет ведется для зимних и среднегодовых условий.
1 Расход тепла на начальный прогрев 1м3 древесины
А) расход тепла на начальный прогрев для зимних условий (кДж/ м3)
qпр1м3 = Wн – Wг.ж. /p*С(-) *(-t)+Pусл*100*γ+p*C(+)*tпр, (30)
где p – плотность древесины расчетного материала при заданной начальной влажности Wн =60%, кг/м3; Pусл – условная плотность древесины расчетного материала, кг/м3; Wн – начальная влажность расчетного материала, %. Wг.ж. – содержание незамерзшей связанной (гигроскопической) влаги,% γ – скрытая теплота плавления льда. Принимается γ=335 кДж /кг; С(-),С(+) – средняя удельная теплоемкость, при отрицательной и положительной температуре соответственно, кДж/кг°С; t0 – начальная расчетная температура для зимних условий, °С; tпр – температура древесины при ее прогреве, °С. tпр = t1 +5, °С. (31) tпр =73+5=78 °С.
При определении удельной теплоемкости древесины средняя температура древесины принимается:
для С(-): tср = (t0+0)/2, °С (32) для С(+): tср = (0+tпр)/2, °С (33) tср =-24/2=-12 °С для С(-); tср =78/2=39 °С для С(+); С(-) =2,1 еДж/кг °С; С(+) =2,85 еДж/кг °С; Wг.ж. =17% Р 400 кг/м3 qпр1м3=400*2,1*24+250*(60-17)/100*335+400*2,85*78=145092,50кДж/м3
б) Расход тепла на начальный прогрев для среднегодовых условий (кДж/м3)
qпр1м3 =р* С(+)*(tпр- t0), (34) где t0 –начальная расчетная температура для среднегодовых условий, °С; Удельная теплоемкость древесины (°С)определяется по средней температуре: tср = (tпр+ t0)/2, (35)
tср = (7,3+78)/2=42,65 °С С(+) =2,85 еДж/кг °С qпр1м3 =400*2,87*(78-7,3)=86444,4кДж/м3
2 Удельный расход тепла при начальном прогреве на 1 кг испаряемой влаги.
Удельный расход тепла при начальном прогреве на 1 кг испаряемой влаги (кДж/м3) определяется по формуле (36)для зимних и среднегодовых условий.
qпр = qпр1м3 /m1м3, (36)
qпр = 145092,50/208=697,56 кДж/м –для зимних условий; qпр = 86444,4/208=415,60 кДж/м – для среднегодовых условий.
3 Общий расход тепла (кВт)на камеру при начальном прогреве
Определяется для зимних и среднегодовых условий по формуле (37):
Qпр =qпр1м3*Е/3600*τпр, (37) где τпр –продолжительность прогрева, ч. Принимается 1-1,5ч – летом и 1,5-2ч –зимой на каждый сантиметр толщины материала. τпр=1,5*5=7,5ч –летом τпр= 2*5=10ч – зимой Qпр =(86444,4*65,37)/(3600*7,5)=209,29 кВт –летом Qпр =(145092,5*65,37)/(3600*10) =263,46кВТ –зимой
4 Определение расхода тепла на испарения влаги
а) удельный расход тепла (кДж/кг) на испарение влаги в лесосушильных камерах с многократной циркуляцией при сушке воздухом.
qисп = J2-J0 /1000*d2-d0-Cв *t пр, (38)
где J2,J0 – теплосодержание воздуха на выходе из штабеля и свежего (приточного) воздуха, кДж/кг; d2,d0 – влагосодержания воздуха на выходе из штабеля и свежего (приточного) воздуха, г/кг; Св – удельная температура воды. Принимается Св =4,19 кДж/кг°С τпр – температура нагретой влаги в древесине, °С. Принимается равной температуре прогрева τпр. При поступлении воздуха из коридора управление летом допустимо принимать d0 =10-12г/кг, J0=46 кДж /кг, зимой d0 =2-3г/кг, J0=10 кДж /кг. qисп =1000*(640-46)/(217,18-11)-4,19*78=2554,16 кДж /кг, летом qисп =1000*(640-10)/(217,18-3)-4,19*78=2614,63 кДж /кг, зимой б) Общий расход тепла (кВт)
Qисп = qисп *mр, (39) Qисп = 2554,16*0,05=127,71кВт –летом Qисп = 2614,63*0,05=130,73еВт –зимой.
5 Потери тепла через ограждения камеры
а) Теплопотери через ограждения камеры в единицу времени (кВт/сек)
∑Q =∑Fогр *k*(tс –t0)*10-3 (40)
где ∑Fогр – суммарная поверхность ограждений крайней камеры в блоке, м2; k – коэффициент теплопередачи соответствующего ограждения камеры, Вт/м2°С; t0 –расчетная температура наружного воздуха для зимних и среднегодовых условий, °С; tс – средняя температура в камере, °С. Определяется по формуле (41) tс = (t1+ t2)/2, (41) где t1,t2 – температура сушильного агрегата соответственного на входе и выходе из штабеля, °С. tс = (73+67,5)/2 =70,25°С.
Рисунок 1 –Схема камеры периодического действия к расчету потерь тепла через ограждения.
Схематический рисунок камеры периодического действия показывает габа-ритный размер камеры. Расчет теплопотерь производиться отдельно для нару-жной боковой стены, выходящей в коридор управления, торцовой стены, выходящей в траверсный коридор, двери, перекрытия и пола камеры, что объясняется различием в материале и толщине ограждений подсчитывается по формуле (42).
_________ 1 ________________ k = 1_ + δ1__ + δ2__ +…..+ δп_ + 1__ (42) αвн λ1 λ2 λп αн
где αвн - коэффициент теплоотдачи для внутренних поверхностей ограждений, ВТ/м2 °С. Принимается ориентировочно αвн=25/1/; αн –коэффициент теплоотдачи для наружных поверхностей ограждений, Вт/м2 °С. Принимается ориентировочно αвн =9 (для отапливаемых помещений) /1/; δ1, δ2, δп – толщина слоев ограждений, м; λ1, λ2, λп -коэффициент теплопроводности материалов соответствующих слоев ограждений, Вт/м2 °С.
Коэффициент теплоотдачи пола kпола принимается равным (0,5* k) наружной стены:
kпола =0,5* kст, Вт/м2°С (43)
В современных лесосушильных камерах коэффициент не должен превы-шать k ≤ 0,7 Вт/м2°С, во избежание конденсации водяных паров сушильного агента на внутренних поверхностях ограждений. Толщина наружных стен стационарных лесосушильных камер установлена в два (510мм) кирпича, а внутренних межкамерных стен – полтора кирпича (380мм). Стены штукатурятся только изнутри цементным раствора. Темпера- тура среды для камер принимается равной средней температуре агента сушки на входе и выходе и выходе из штабеля.
Наружная стена:
_________ 1 ________________ k1 = 1_ + 0,5__ + 0,1__ + 0,12_ + _1_ =0,44 25 0,8 0,07 1,6 9
Межкамерная стена: _________ 1 ________________ k2 = 1_ + 0,5__ + 0,1__ + 0,12_ + _1_ =0,44 25 0,8 0,07 1,6 9 Торцевая стена: _________ 1 ________________ k3 = 1_ + 0,5__ + 0,1__ + 0,12_ + _1_ =0,44 25 0,8 0,07 1,6 9
Перекрытие: _________ 1 ________________ k4 = 1_ + 0,2__ + 0,4__ + 0,04_ + _1_ =0,79 25 1,6 0,4 0,17 12
Пол: k5 = 0,5* k1 =0,5*0,44=0,22
Дверь: _________ 1 ________________ k4 = 1_ +2* 0,002 +2 * 0,004_ + 0,88_ + _1_ =0,68 25 0,68 0,13 0,07 9
Таблица 6 – Расчет поверхностей ограждений камер
Здесь L, B, H- габаритные размеры камеры, м. Соответственно длина, ширина и высота; b,h – ширина и высота двери, м. Qбок=60,28*0,44*(70,25-(-24))*10-3=2,50 к Вт/сек – зимой, Qст=25,08*0,44*(70,25-10)*10-3=0,66 к Вт/сек – зимой, Qст=13,08*0,44*(70,25-(-24))*10-3=20,54 к Вт/сек – зимой, Qпот=78,06*0,79*(70,25-(-24))*10-3=5,81 к Вт/сек – зимой, Qпол=78,06*0,22*(70,25-(-24))*10-3=1,62 к Вт/сек – зимой, Qдв=6*0,68*(70,25-(-24))*10-3=0,38 к Вт/сек – зимой, Qогр=2,5*0,66+0,54+5,81+1,62+0,38=11,51 к Вт/сек – зимой,
Полученные расчеты заносятся в таблицу 7 Таблица 7 –Потери тепла через ограждения камеры
б) удельный расход тела (кДж/кг) на потери через ограждения определяется по формуле (44) для зимних и среднегодовых условий:
∑Qогр q огр = mс (44) где ∑Qогр – суммарные теплопотери через ограждения камеры, кВт q огр=11,51/0,04=287,75 кДж/кг –для зимних условий, q огр =7,86/0,04=196,5 кДж/кг –для среднегодовых условий.
6. Определение удельного расчета тепла (кДж/кг)на сушку
Производятся для зимних и среднегодовых условий по формуле (45). q суш =(q пр+ q исп+ q огр)*С1 (45)
где С1 –коэффициент, учитывающий дополнительный расход тепла на нача-льный прогрев камер, транспортных средств, оборудования. Принимается в среднем С1 =1,2. q суш = (697,56+2614,63+287,75)*1,2 =4319,93 кДж/кг –для зимних условий. q суш =(415,60+25540,16+196,5)*1,2=3799,51 кДж/кг –для среднегодовых условий.
7. Определение расхода тепла на 1м3 расчетного материала (кДж/кг)
Расчет производится для среднегодовых условий по формуле (46).
q суш1м3 = q суш*m1м3 (46)
q суш1м3 =3799,51*208=790298,08 кДж/кг
3.2.8 Выбор типа и расчет поверхности калорифера
В установленных на предприятии ТОО «Реиз -Group» сушильных камерах установлены калориферы компактные пластинчатые КФС -11 и ребристые трубы.
1 Тепловая мощность калорифера
Тепловая мощность калорифера (кВт), т.е количество передаваемой им в единицу времени тепловой энергии, определяется расходам тепла на сушку в единицу времени для зимних условий по формуле (47).
Qк = (Qисп + ∑Qогр) *С2 (47)
где С2 – коэффициент неученого расхода тепла на сушку. Для расчетов принимается среднее значение С2=1,3/1/.
Qк = (130,73+11,51)*1,3 =289,91 кВт
2 Расчет поверхности нагрева калорифера (м2)
Fк = 1000*Qк*С3 (48) k*(t1-tc)
где t1 – температура теплоносителя, ºС. При давлении пара p =1 бар t1=99,6 ºС; tс- температура нагреваемой среды в камере (39), ºС. С3 – коэффициент запаса, учитывающий загрязнение и коррозию поверхности калорифера; - для чугунных ребристых труб С3=1,2; - для пластинчатых калориферов С3 =1,3. Коэффициент теплопередачи k зависит от весовой скорости агента сушки:
р1*υк, кг/м2º С (49) где р1 – плотность сушильного агента на входе в штабель, кг/м2; υк – скорость агента сушки через калорифер, м/с.
Vц_______ υк = Fж.сеч.шт, (50)
где Vц – объем циркулирующего агента сушки (19); Fж.сеч.шт – площадь живого сечения калорифера, м2. Определяется по формуле (51).
Fж.сеч.шт = fж.сеч.шт *nк (51) где fж.сеч.шт – живое сечение для прохода агента сушки одного пластинчатого калорифера. fж.сеч.шт =0,638м2; nк – количество калориферов в одном ряду, перпендикулярном потоку агента сушки. В камерах типа ЛТА –Гипродрев (Вк-4) количество компактных калориферов должно быть не менее шести штук. Fж.сеч.шт = 0,638*6=3,83 м2 υк = 30,9/3,83=8,068м/с р1* υк =0,9*8,068=7,261 кг/м 2ºС k =28,3 Fк =(1000*284,91*1,3)/(27*(99,6-70,25)) =467,4 м2. Площадь компактных калориферов и ребристых труб определяется в соотношении (52,53) - компактные калориферы: Fк.к =(0,5/0,7)* Fк,м2; (52) - ребристые трубы: Fтр =(0,5/0,3)* Fк,м2 (53) Fк.к =0,6*467,4 =280,44 м2; Fк.к=0,4*467,4 =186,96 м2. Количество компактных калориферов и количество труб (шт) определяется по формулам (54,55):
Fк.к____ nтр = fк, (54)
Ек.к____ nтр = fтр, (55)
Площадь жилого сечения калориферов и ребристых труб известна из технической характеристики камеры типа ЛТА – Гипродрев (ВК-4); - площадь нагрева всех калориферов – Fк =874 м2, - площадь нагрева одного калорифера - fк =54,6 м2, - площадь живого сечения одного калорифера fж.сеч.к =0,638 м2, - ребристые трубы -2м, - площадь нагрева всех труб -392 м2, - площадь нагрева одной трубы – fтр = 4м2. nк = 280,44/54,6=5,54=6 калориферов nтр = 186,96/4=46,74 =47 труб
3.2.9 Определение расхода пара
1 Расход пара 1м3 расчетного материала (кг/м3)
qсуш*m1м 3 Рсуш.1м Дата добавления: 2015-08-12; просмотров: 1427. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы! Важнейшие способы обработки и анализа рядов динамики Не во всех случаях эмпирические данные рядов динамики позволяют определить тенденцию изменения явления во времени... ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА Статика является частью теоретической механики, изучающей условия, при которых тело находится под действием заданной системы сил... Теория усилителей. Схема Основная масса современных аналоговых и аналого-цифровых электронных устройств выполняется на специализированных микросхемах... Логические цифровые микросхемы Более сложные элементы цифровой схемотехники (триггеры, мультиплексоры, декодеры и т.д.) не имеют...
СПИД: морально-этические проблемы Среди тысяч заболеваний совершенно особое, даже исключительное, место занимает ВИЧ-инфекция...
Пункты решения командира взвода на организацию боя. уяснение полученной задачи; оценка обстановки; принятие решения; проведение рекогносцировки; отдача боевого приказа; организация взаимодействия...
|
