Материал: Проект цеха сушки пиломатериалов на базе лесосушильных камер ЛСК-45

Проект цеха сушки пиломатериалов на базе лесосушильных камер ЛСК-45

Министерство образования и науки РФ

ФГБОУ ВПО "Сибирский государственный технологический университет"

Факультет механической технологии древесины

Кафедра теплотехники

Курсовой проект

Проект цеха сушки пиломатериалов на базе лесосушильных камер ЛСК-45

Руководитель:

А.А. Орлов

Выполнил:

Студент группы 2504-32с

Потылицина Н.А.

Реферат

В данной курсовой работе представлена разработка цеха сушки пиломатериалов, на базе лесосушильных камер ЛСК-45. Проект осуществляется для строительства в Архангельске.

Пояснительная записка включает в себя 48 страниц машинописного текста, 12 таблиц, 4 рисунков,11 использованных литературных источника.

цех сушка древесина вентилятор

Содержание

Введение

. Описание конструкции и принцип работы лесосушильной камеры

. Технологический расчет проектируемого цеха

2.1 Пересчет объема фактического пиломатериала в объем условного материала

.2 Определение производительности камер в условном материале

.3 Определение необходимого количества камер

.4 Определение производственной мощности действующего лесосушильного цеха

2.5 Определение объема и массы циркулирующего агента сушки

2.6 Определение объема свежего и отработанного воздуха или перегретого пара

.7 Определение расхода тепла на сушку

2.7.1 Расход тепла на начальный прогрев 1 м³ древесины

2.7.2 Определение расхода тепла на испарение влаги из древесины

2.7.3 Потери тепла через ограждения камеры

2.8 Выбор типа и расчет поверхности нагрева калорифера

2.8.1 Система теплоснабжения камеры

2.8.2 Расчет поверхности нагрева калорифера

2.9 Определение расхода теплоносителя на сушку пиломатериалов

2.9.1 Расход горячей воды на 1 м³ расчетного материала

2.9.2 Расход теплоносителя на камеру

2.9.3 Расход теплоносителя на сушильный цех

2.9.4 Среднегодовой расход теплоносителя на сушку всего заданного объема пиломатериалов, кг/год

2.10 Определение диаметров труб системы теплоснабжения камеры

3. Аэродинамический расчет

.1 Расчет потребного напора вентилятора

3.2 Аэродинамический расчет

3.2.1 Составление аэродинамической схемы камеры

3.2.2 Определение скорости циркуляции агента сушки на каждом участке

3.2.3 Определение сопротивлений движению агента сушки на каждом участке ∆hi, Па

3.3 Выбор вентилятора

3.4 Выбор электродвигателя

Заключение

Список использованных источников

Введение

Сушка древесины относится к одному из важнейших процессов технологии деревообработки, направленных на повышение качества и долговечности изделий из нее. Из-за применения недосушенной или некачественно просушенной древесины народное хозяйство несет большие убытки.

Основным средством увеличения объемов подвергаемых сушке пиломатериалов и улучшения качества сушки является строительство новых и реконструкция устаревших сушилок. Практически все установки в качестве источника тепла имеют паровой калорифер. Пар, подаваемый в теплообменники и используемый для начального прогрева древесины, а также для промежуточных и конечных влаготеплообработок, имеет одну природу: это сухой насыщенный пар различного давления с температурой до 155 с.

Однако в настоящее время на большинстве предприятий лесного комплекса в основном используются водогрейные котлы низкого давления, укомплектованные топками, в которых сжигаются древесные отходы различного вида, и практически нет технологического пара для целей сушки. Сушка в таких предприятиях ведется только по мягким режимам, влаготеплооработка, как правило, не проводится.

В связи с этим вопросы рационального проектирования, выбора наиболее целесообразных способов сушки, разработки более совершенных технологических и конструктивных схем камер приобретают особую актуальность.

1. Описание конструкции и принцип работы лесосушильной камеры

Камеры ЛСК являются разработкой "Центра сушки пиломатериалов" СибГТУ. Это конвективные лесосушильные установки периодического действия, предназначенные для сушки пиломатериалов различных древесных пород и сечений. Сушка древесины выполняется в паровоздушной среде мягкими режимами, с температурой сушильного агента до 80°С.

Камеры ЛСК изготавливают как сборно-металлической конструкции (ЛСК-50Ф), так и в стационарном исполнении (ЛСК-45). По желанию заказчика, загрузка пиломатериалов в камеру может выполняться на подштабельных тележках и с помощью автопогрузчика.

Камеры ЛСК рекомендуется использовать на деревообрабатывающих предприятиях, выполняющих сушку пиломатериалов до транспортной и эксплуатационной влажности по 0,1, II и III категориям качества сушки.

Камеры ЛСК представляют собой лесосушильные установки с поперечной вертикальной циркуляцией сушильного агента.

Циркуляция сушильного агента осуществляется осевыми реверсивными вентиляторами, размещенными в верхнем рециркуляционном канале камеры. Крепление двигателей выполнено непосредственно к обечайке вентиляторов. При этом рабочие колеса вентиляторов закреплены непосредственно на валы электродвигателей. Электропривод вентиляторов имеет тропическое исполнение и может эксплуатироваться при температуре до 80°С. Мощность электродвигателей - до 4 кВт, частота вращения - 1500 мин.

Теплоснабжение камеры осуществляется посредством компактных биметалллических калориферов.

Для создания и поддерживания в камере необходимой относительной влажности воздуха используется система увлажнения. Данная система состоит из нержавеющих труб с латунными форсунками.

Техническая характеристика камеры ЛСК-45

Рисунок 1 - Схема камеры ЛСК-45

1 - труба приточно-вытяжная; 2 - экран аэродинамический; 3 - тележка подштабельная; 4 - труба увлажнительная; 5 - экран вентиляторов; 6 - экран калориферов; 7 - психрометрический блок; 8 - вентилятор; 9 - калорифер биметаллический.

2. Технологический расчет проектируемого цеха

2.1 Пересчет объема фактического пиломатериала в объем условного материала

Для учета производительности лесосушильных камер и планирования их работы установлена неизменная учетная единица - кубометр условного материала, которому эквивалентны сосновые обрезные доски толщиной 40 мм, шириной 150 мм, длиной более 1 м, высушиваемые по II категории качества от начальной влажности 60 до конечной 12%.

Объем высушенного или подлежащего сушке пиломатериала заданной спецификации Фi, м3, пересчитывается в объем условного материала Уi, м3усл., по формуле:

, (1.1)

где Фi - объем высушенных или подлежащих сушке фактических пиломатериалов данного размера и породы, м3;

Кi - коэффициент пересчета, определяется по формуле:

,(1.2)

Где Кτ - коэффициент продолжительности оборота камеры;

КЕ - коэффициент вместимости камеры.

Коэффициент вместимости камеры определяется по формуле:

, (1.3)

где βу - коэффициент объемного заполнения штабеля условным материалом;

βф - коэффициент объемного заполнения штабеля фактическим материалом.

Коэффициент βуили βф с учетом объемной усушки пиломатериалов определяется по формуле:

, (1.4)

где βв - коэффициент заполнения штабеля по высоте;

βш - коэффициент заполнения штабеля по ширине;

βд - коэффициент заполнения штабеля по длине;

У0 - коэффициент объемной усушки.

;

;

Коэффициент βв определяется по формуле:

,(1.5)

где S - толщина высушиваемого материала, мм;пр - толщина прокладок, мм.

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 1.1 с. 8 [1].

Коэффициент βдл равен отношению средней длины пиломатериалов lср в штабеле к его габаритной длине lгаб. шт.

Если в штабель укладываются доски без сортировки по длине, то средний коэффициент заполнения βдл принимается равным 0,85. Для условного материала βд = 0,85.

Коэффициент βдопределяется по формуле:

, (1.6)

;

;

.

Объемная усушка У0, %, определяется по формуле:

,(1.7)

Где

Кβ0 - коэффициент объемной усушки, зависящий от породы древесины, по таблице 1.2 с. 14 [1];ном - влажность, для которой установлены номинальные размеры по толщине и ширине пиломатериалов, %;к - конечная влажность высушенных пиломатериалов, %.

Принимается: - для лиственницы;

- для граб;

- для сосна;

Для условного материала:

.

Принимается:

=10% - для второй категории качества сушки пиломатериалов.

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

для штабелей, укладываемых без шпаций:

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

Коэффициент продолжительности оборота камеры определяется по формуле

,(1.8)

где τоб.ф - продолжительность оборота камеры при сушке фактического материала данного размера и породы, суток;

τоб.у - продолжительность оборота камеры при сушке условного материала, суток.

Продолжительность одного оборота камеры при сушке фактического или условного материала для камер периодического действия определяется по формуле

,(1.9)

,(1.10)

где τсуш - продолжительность сушки фактического или условного материала, суток;

τзагр- продолжительность загрузки и выгрузки материала, суток. При механизированной загрузке и выгрузке принимается равный 0,1 суток.

 сут;

 сут;

 сут.

Общая продолжительность сушки (в часах), включая прогрев и влаготеплообработку, находится по формуле

,(1.11)

где τисх - исходная продолжительность собственно сушки пиломатериалов заданной породы, толщины S1 и ширины S2 мягкими режимами в камерах с принудительной реверсивной циркуляцией средней интенсивности (расчетная скорость воздуха - 2,0 м/с, ширина штабеля 1,5-2 м) от начальной влажности 65% до конечной влажности 10%, по таблице 1.4 с. 12 [1];

Ар - коэффициент, учитывающий категорию применяемого режима сушки (для мягких режимов Ар = 1,7);

Ац - коэффициент, учитывающий характер и интенсивность циркуляции воздуха в камере, по таблице 1.4 с. 17 [1];

Ак - коэффициент, учитывающий категорию качества сушки и характеризующий среднюю длительность влаготеплообработки (II категория качества - 1,15);

Ав - коэффициент, учитывающий начальную и конечную влажность древесины,по таблице 1.6 с. 23 [1];

Ад - коэффициент, учитывающий влияние длины заготовок на продолжительность процесса (для пиломатериалов Ад = 1,0).

ч;

ч;

ч.

Результаты по определению продолжительности сушки  и коэффициентов продолжительности оборота камеры Кτ для пиломатериалов заданных сечений представлены в таблице 2.2. В этой таблице также представлен расчёт продолжительности сушки для условного материала.