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

Таблица 2.2 - Определение коэффициента продолжительности оборота камеры

Общий объём пиломатериалов, подлежащих высушиванию, выраженный в м3 условного материала, вычисляем как , :

=У1+У2+У3,

=16310+11200+2100=29610 усл.м³.

Результаты пересчёта объёма фактических пиломатериалов в объём условного пиломатериала сведены в таблицу 2.3.

Таблица 2.3 - Пересчет объема фактических пиломатериалов в объем условного материала

2.2 Определение производительности камер в условном материале

Годовая производительность камеры в условном материале, м³усл./год, определяется по формуле:

,(1.13)

где Еу - вместимость камеры, м³ усл;

- количество дней работы камеры в году, сут;ц - продолжительность оборота камеры при сушке условного материала, сут.

Вместимость камеры в условном материале, м3усл.,находится по формуле

, (1.14)

где Г - габаритный объем всех штабелей в камере, м³; βу - коэффициент объемного заполнения штабеля условным материалом.

Габаритный объем штабелей вычисляется по выражению

, (1.15)

где n - число штабелей в камере;, b, h - соответственно габаритная длина, ширина и высота штабеля, м.

Число штабелей в камере n = 3.

Габаритная длина штабеля l = 6,5 м.

Габаритная ширина штабеля b = 2 м.

Габаритная высота штабеля h = 2,6 м.

 м³

Число оборотов камеры в год (число загрузок), об./год, определяется по выражению:

, (16)

где 335 - время работы камеры в году, суток;

τоб.у - продолжительность оборота камеры для условного материала, суток.

Продолжительность оборота камеры для условного материала τоб.у=6,91 суток:

,об./год.

В конечном виде формулу для определения годовой производительности камеры в условном материале можно записать:

,(1.17)

 м³усл./год.

2.3 Определение необходимого количества камер

Необходимое количество камер определяется по формуле:

,(1,18)

где ΣУ - общий объем условного материала, подсчитанный по формуле;

Пу - годовая (плановая) производительность одной камеры в условном материале.

Принимаем общий объем условного материала ΣУ = 29610 м³.

Годовая (плановая) производительность одной камеры в условном материале Пу = 2231,81 м³.

Принимаем nкам = 13 камер.

2.4 Определение производственной мощности действующего лесосушильного цеха

Производственная мощность лесосушильного цеха , усл.м3/год, определяется по формуле:

,

где nБЛ - количество камер;

Пу - годовая (плановая) производительность одной камеры в условном материале.

 м3/год.

2 Тепловой расчет сушильной камеры

Производится с целью определения затрат тепла на сушку, расхода теплоносителя, выбора и расчета теплового оборудования камер и цеха (калориферов, конденсатоотводчиков, трубопроводов).

.1 Выбор расчетного материала

За расчетный материал принимаются самые быстросохнущие доски или заготовки из заданной спецификации. В этом случае камеры обеспечат сушку любого другого материала из этой спецификации. При проектировании универсальных лесосушильных камер за расчетный материал принимаются, как правило, сосновые обрезные доски толщиной 25 мм, шириной не менее 100 мм, начальная влажность около 80 %, конечная - в зависимость от целевого назначения.

В данной курсовой работе за расчетный материал принимаем сосновые обрезные доски толщиной 25 мм, шириной 125 мм, начальная влажность 60 %, конечная- 10%.

.2 Выбор режима сушки

Режим сушки расчётного материала принимают на основании данных руководящих технических материалов

Режим сушки выбирается в зависимости от породы и толщины расчетного материала, а также требований, предъявляемых к качеству сухой древесины.В данной курсовой работе режим дан в задании, для этого варианта - это мягкий режим (М), категория качества - II.

2.3 Определение количества испаряемой влаги

Массу влаги, испаряемой из 1 м3 пиломатериалов, кг/м3, определяют по формуле:

,(2.1)

где ρб- базисная плотность расчетного материала, кг/м3;н, Wк- соответственно начальная и конечная влажность расчетного материала, %.

Базисная плотность для древесины сосны ρб = 400 кг/м3;

Начальная влажность расчетного материала Wн = 60 %;

Конечная влажность расчетного материала Wк= 12 %.

кг/м3.

Массу влаги, испаряемой за время одного оборота камеры, кг/оборот, определяют по формуле:

, (2.2)

где Е - вместимость камеры, м3;

, (2.3)

где Г - габаритный объем всех штабелей в камере, м3;

βф - коэффициент объемного заполнения штабеля расчетным материалом.

Е=101,4*0,37=37,52 м3

 кг/оборот.

Массу влаги, испаряемой из камеры в секунду, кг/с, определяют по формуле:

,(2.4)

где τсоб.суш- продолжительность собственно сушки, ч.

кг/с.

Продолжительность собственно сушки, ч, определяют по формуле

,(2.5)

где τсуш - продолжительность сушки расчетного материала, ч;

τпр - продолжительность начального прогрева материала, ч;

τкон. ВТО - продолжительность конечной влаготеплообработки, ч.

Продолжительность сушки расчетного материала τсуш = 69 ч.

Продолжительность начального прогрева материала τпр = 5 ч.

Продолжительность конечной влаготеплообработки τкон. ВТО =3 ч.

ч.

Расчетную массу испаряемой влаги, кг/с, определяют по формуле:

, (2.6)

где k - коэффициент неравномерности скорости сушки.

Коэффициент неравномерности скорости сушки k = 1,2[ 1].

кг/с.

.4 Определение параметров агента сушки на входе в штабель

По выбранному режиму назначаются расчетная температура t1 и относительная влажность воздуха φ1 со стороны входа в штабель. Для камер периодического действия эти параметры выбираются для II ступени режима. Остальные параметры агента сушки, характеризующие его состояние, рассчитываем аналитически по следующим выражениям.

Влагосодержание d1,г/кг определяется по формуле

, (2.7)

где  - атмосферное давление, Па. Принимается равным 105 Па,

 - давление насыщения водяного пара при t1,°C (прил. А) [1].

Удельная энтальпия влажного воздуха на входе в штабель, h1, кДж/кг

, (2.8)

Плотность влажного воздуха ρ1, кг/м3, на входе в штабель определяем по выражению:

 (2.9)

 кг/м³.

Приведённый удельный объём сухого воздуха υПР1 , м3/кг, определим по формуле:

υПР1=4,62·10-6Т1·(622+d1), (2.10)

υПР1=4,62·10-6·334·(622+103,25)=1,119 м³/кг.

Параметры агента сушки на входе в штабель приведены в таблице 3.2

Таблица 2.2 - Параметры агента сушки на входе в штабель

2,5 Определение объема и массы циркулирующего агента сушки

Объем циркулирующего агента сушки Vц, м³/с, определяют по формуле:

, (2.11)

где wшт - расчетная (заданная) скорость циркуляции агента сушки через штабель, м/с;ж.сеч.шт - площадь живого сечение штабеля, м².

Расчетная скорость циркуляции агента сушки через штабель wшт=2,5 м/с.

ц =2·8,45= 16,9 м³/с.

Площадь живого сечения штабеля Fж.сеч.шт, м², определяют по формуле:

, (2.12)

где n - количество штабелей в плоскости, перпендикулярной входу циркулирующего агента сушки;, h - длина и высота штабеля, м;

βв - коэффициент заполнения штабеля по высоте.

Количество штабелей в плоскости, перпендикулярной входу циркулирующего агента сушки n = 1.

Коэффициент заполнения штабеля по высотеβв = 0,56.

ж.сеч.шт= 1·6,5 ·2,6(1-0,5)= 8,45 м².

Определение параметров агента сушки на выходе из штабеля

Влагосодержание агента сушки на выходе из штабеля d2, г/кг, определяется по формуле:

 (2.13)

Температура агента сушки на выходе из штабеля t2, °С, определяется по формуле:

 (2.14)

Удельная энтальпия влажного воздуха на выходе из штабеля h2, кДж/кг, равна:

h2= h1=330,5 кДж/кг (2.15)

Плотность влажного воздуха ρ2, кг/м³, на выходе из штабеля определяем по выражению:

 (2.16)

 кг/м³

Приведённый удельный объём сухого воздуха, м³/кг, на выходе из штабеля определим по формуле:

υПР2=4,62·10-6Т2·(622+d2), (2.17)

υПР2=4,62·10-6·275,9·(622+105,103)=0,926 м³/кг.

Таблица 2.3 - Параметры агента сушки на выходе из штабеля

Масса циркулирующего агента сушки на 1 кг испаряемой влаги, кг/кг,

 (2.18)

кг/кг

Уточнение объема Vц, м³/с, и массы G, кг/с, циркулирующего агента сушки:

 (2.19)

 (2.20)

2.6 Определение объема свежего и отработанного воздуха или перегретого пара