Технологический расчет
Сушка 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: 1513. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы! Условия, необходимые для появления жизни История жизни и история Земли неотделимы друг от друга, так как именно в процессах развития нашей планеты как космического тела закладывались определенные физические и химические условия, необходимые для появления и развития жизни...
Толкование Конституции Российской Федерации: виды, способы, юридическое значение Толкование права – это специальный вид юридической деятельности по раскрытию смыслового содержания правовых норм, необходимый в процессе как законотворчества, так и реализации права...
|
