Определение расхода тепла на сушку

 

Расход тепла на начальный прогрев 1 древесины

1) Для зимних условий , :

 

, (3.15)

 

где - плотность древесины расчётного материала при заданной начальной влажности, ;

- содержание незамёрзшей связанной (гигроскопической) влаги, %;

- скрытая теплота плавления льда;

- средняя удельная теплоёмкость соответственно при отрицательной и положительной температуре, ;

- начальная расчётная температура для зимних условий, ;

- температура древесины при её прогреве, .

Принимается =650 - рисунок 12 [5] для =400 и %;

=100 - табл. 2.4 [1] для нормального режима сушки;

=-36 - таблица 2.5 [1] для Красноярска;

=14% – рисунок 2.3 [1] для =-36 ;

=335 - с. 37 [1];

=1,82 - рисунок 13 [5] для и %;

=2,9 - рисунок 13 [5] для и %.

2) Для среднегодовых условий , :

 

, (3.16)

 

где - среднегодовая температура древесины, .

Принимается =2,9 - рисунок 13 [5] для и %;

=0,6 - таблица 2.5 [1] для Красноярска.

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

 

, (3.17)

Общий расход тепла на камеру при начальном прогреве , кВт

 

, (3.18)

кВт

кВт

Определение расхода тепла на испарение влаги

Удельный расход тепла на испарение влаги в лесосушильных камерах с многократной циркуляцией при сушке воздухом , :

 

, (3.19)

 

где - теплосодержание свежего воздуха, ;

- влагосодержание свежего воздуха, г/кг;

- удельная теплоёмкость воды, ;

Принимается =4,19 - с. 40 [1];

=46 , =11 г. /кг – с. 40 [1] при поступлении воздуха из коридора управления;

Общий расход тепла на испарение влаги , :

 

, (3.20)

Потери тепла через ограждения камеры

Суммарные теплопотери через ограждения камеры , :

 

, (3.21)

 

где - теплопотери через наружную поверхность, ;

- теплопотери через торцовую стену, ;

- теплопотери через дверь на входе камеры, .

Теплопотери через наружную поверхность ограждения камеры в единицу времени , :

 

, (3.22)

 

где - площадь ограждения, ;

- температура среды в камере, ;

- расчётная температура наружного воздуха, .

, – внутренний и наружный диаметры стенки, мм.

– коэффициент теплоотдачи для внутренних поверхностей ограждений,

– коэффициент теплоотдачи для наружных поверхностей ограждений,

Принимается =15 - с. 41 [1] для всех ограждений;

Теплопотери через торцовую стену и дверь в единицу времени :

(3.23)

 

Размеры камеры: длина м; диаметр D =1,8 м.

Размеры двери: диаметр D =1,8 м.

 

Таблица 3.1 – Расчёт поверхности ограждений камеры

Наименование ограждений	Формула	Площадь, м2
1. Наружная боковая стена		40,69
2. Торцовая стена		2,5
3. Дверь на входе камеры		2,5

 

Таблица 3.2 – Расчёт потерь тепла через ограждения

Наименование ограждения	Fог, м2	tc, ° C	t0, ° C	tc - t0, ° C	Qог, кВт
1. Наружная боковая стена	40,69				153.632
2. Торцовая стена	2,5				0,155
3. Дверь на входе камеры	2,5				0,215

 

кВт

Суммарные теплопотери через ограждения камеры с учётом поправки , кВт:

 

, (3.24)

кВт

Удельный расход тепла на потери через ограждения , :

, (3.25)

кДж/кг

Определение удельного расхода тепла на сушку ,

 

, (3.26)

 

где - коэффициент, учитывающий дополнительный расход тепла на начальный прогрев камер, транспортных средств, оборудования и др.

Принимается =1,2 – с. 45 [1].

кДж/кг

кДж/кг

Определение расхода тепла на 1 м³ расчётного материала , :

 

, (3.27)

 

3.8 Выбор типа и расчёт поверхности нагрева калорифера

 

Согласно заданию оставляем электронагреватели типа ТВК.

3.8.2 Тепловая мощность калорифера , кВт

 

, (3.28)

где - коэффициент неучтённого расхода тепла на сушку.

Принимается =1,2 – с. 47 [1].

кВт

Определение потребляемого количества электроэнергии за 1 год работы цеха , кВт*год

Расход электроэнергии: 2,0…2,6 кBт*чac/м³ на 1% выпаренной влаги.

 

 

где – расход электроэнергии за 1 час работы, на 1% выпаренной влаги, из 1 м³ пиломатериала, кBт*чac/м³;

– время работы камеры за 1 год, ч;

V – годовая программа, м³;

Принимается кBт*чac/м³;

ч

4. АЭРОДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ КАМЕР

 

4.1 Расчёт потребного напора вентилятора

 

Таблица 4.1 – Участки циркуляции воздуха в термовакуумной камере периодического действия типа «ТВК-1 эл»

Номера участков	Наименования участков
	Прямой канал Вход в штабель (внезапное расширение) Штабель Выход из штабеля (внезапное сужение)

 

Определение скорости циркуляции агента на каждом участке , м/с

 

, (4.1)

 

где - площадь поперечного сечения канала в плоскости, перпендикулярной потоку агента сушки на соответствующем участке, .

Определение площади поперечного сечения канала в плоскости, перпендикулярной потоку агента сушки на соответствующем участке , :

Участок 1 Прямой канал

 

, (4.2)

 

где - высота циркуляционного канала, м.

Принимается =0,888 м, м;

Участок 2 Вход в штабель (внезапное расширение)

 

, (4.3)

Участок 3 Штабель

 

, (4.4)

 

Участок 4. Выход из штабеля (внезапное сужение)

 

, (4.5)

 

Все расчёты по определению скорости циркуляции агента сушки сведены в таблицу 4.2.

Таблица 4.2 – Скорость циркуляции агента сушки на каждом участке

Номера участков
f i, м 2	0,197
х i, м/с	51,7	2,5	2,5	2,5

 

Определение сопротивлений движению агента сушки на каждом участке , Па

Участок 1. Прямой канал

 

, (4.6)

 

где – коэффициент трения;

- длина участка, м;

- периметр канала, м.

Принимается =0,016 – с. 58 [1] для металлических каналов;

=16,2 м.

Определение периметра канала , м:

, (4.7)

м

Участок 2 Вход в штабель (внезапное расширение)

 

, (4.8)

 

где - коэффициент сопротивления для внезапного расширения потока.

Принимается =0,9 – таблица 3.8 [1] для внезапного расширения потока при =0,05.

Участок 3. Штабель

 

, (4.9)

 

где - коэффициент сопротивления потока в штабеле.

Принимается =8,6 – таблица 3.10 [1] для штабеля с толщиной прокладок =25 мм и толщиной досок =19 мм.

Участок 4 Выход из штабеля (внезапное сужение)

 

, (4.10)

 

где - коэффициент сопротивления потока при внезапном сужение потока.

Принимается =0,3 – таблица 3.9 [1] для внезапного сужения потока при =0,05.

Все расчёты по определению сопротивлений сведены в таблицу 4.3.

 

Таблица 4.3 – Подсчёт сопротивлений

Номера участков	Наименования участков	с, кг/м 3	х i, м/с	, Па	Сопротивление участков , Па
	Прямой канал	0,88	51,7	0,72		837,15
	Вход в штабель	2,5	0,9		2,4
	Штабель	2,5	8,6		23,38
	Выход из штабеля	2,5	0,3		0,84
	863,77

 

Определение потребного напора вентилятора , Па

 

, (4.11)

Па