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

= (2.45)

Где

-параметры теплоносителя, соответственно, на входе и выходе теплообменника, °С

-параметры агента сушки соответственно до и после прохождения через теплообменник.

=95-58,4=36,6°С

=80-61=19°С

В формуле 2.42 неизвестен коэффициент теплопередачи калорифера, k. Для его определения в камерах с принудительной циркуляцией надо знать скорость агента сушки через калорифер υк, которую можно подсчитать, если известно живое сечение калорифера Fж. сеч.к.

Площадь свободную для прохода воздуха, м², определяют по формуле:

,(2.46)

где  - площадь фронтального сечения одного калорифера, м² [1].

.

Скорость агента сушки через калорифер, υк, м/с, определяется по формуле

,(2.48)

Тогда массовую скорость воздуха во фронтальном сечении калориферной установки, кг/(м²/с) следует рассчитывать по выражению:

ωФР=ωК·ρ1, (2.49)

где

ρ1 - плотность влажного воздуха на входе в штабель, кг/м³.

Скорость воды в трубах теплообменника находится по формуле:

 (2.52)

Расход греющей воды:

 (2.53)

м².

Требуемое количество компактных калориферов или воздухонагревателей, используя выражение:

 (2.54)

.9 Определение расхода теплоносителя на сушку пиломатериалов

2.9.1 Расход горячей воды на 1 м³ расчетного материала

Расход горячей воды на 1 м³ расчетного материала, кг/м³, находим по формуле:

 (2.53)

где qсуш.- суммарный удельный расход тепла на сушку для среднегодовых условий, кДж/кг;, h2- энтальпии теплоносителя соответственно на входе и выходе из калорифера, кДж/кг.

для теплоносителя - горячая вода:

=cв·ti, (2.54)=4,19·61=255,6кДж/кг;=4,19·58,4=244,69 кДж/кг;

.9.2 Расход теплоносителя на камеру

Расход горячей воды на камеру, кг/ч, определяется для зимних и среднегодовых условий:

а) в период прогрева:

 (2.55)

для зимних условий

б) в период сушки:

 (2.56)

.9.3 Расход теплоносителя на сушильный цех

Максимальный расход горячей воды, Рцеха,,кг/ч, в зимних условиях на сушильный цех, состоящий из камер периодического действия:

 (2.57)

Гдекам. пр- число камер, в которых одновременно идет прогрев материала (принимается равным 1/6 от общего числа камер и не менее одной при любом малом числе камер);кам. Суш - остальные камеры цеха, в которых идет процесс сушки.

.

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

, (2.58)

где ∑Ф - объем фактически высушенного или подлежащего сушке пиломатериала данного размера и породы, м³;

сдлит - коэффициент, учитывающий увеличение расхода пара при сушке пиломатериалов, сохнущих медленнее расчетного материала, в зависимости от величины отношения , [1].

Средневзвешенная продолжительность сушки фактических пиломатериалов, ч, определяется по формуле:

 (2.59)

гдепродолжительность сушки фактических пиломатериалов отдельно по породам и сечениям, ч; Ф1,Ф2,Ф3 - годовой объем этих же пиломатериалов отдельно по породам и сечениям, м³; продолжительность сушки расчетного материала, ч.

,

2.10 Определение диаметров труб системы теплоснабжения камеры

Диаметр главной магистрали dмаг, м, в сушильном цехе определяется по формуле:

 (2.60)

гдеплотность пара, кг/м³;

скорость движения горячей воды, принимается для магистралей 2 м/с.

Диаметр отвода к коллектору камеры, м, определяется по формуле:

 (2.61)

где Ркам.пр - расход пара на камеру для зимних условий в период прогрева, кг/ч;

 принимается 2 м/с.

Диаметр подающего трубопровода к калориферу камеры, м, определяется по формуле:

 (2.62)

где Ркам.суш- расход пара на сушку для зимних условий, кг/ч;

 принимается 1 м/с.

Диаметр увлажнительной трубы, м,

 (2.63)

Рассчитанные значения диаметров труб сравниваются со стандартными диаметрами (условным проходом) и принимаются ближайшие большие значения по ГОСТ 3262-75 "Трубы стальные электросварные с прямым швом". По стандартным диаметрам принимаем: dмаг=200мм; dкам=150мм; dк=150мм; dувл=100мм.

3. Аэродинамический расчет

Современные лесосушильные камеры проектируются и строятся только с принудительной циркуляцией агента сушки, осуществляемой центробежными или осевыми вентиляторами. Конечной целью аэродинамического расчета является выбор типа и номера вентилятора, а также определение теоретической мощности вентилятора и установленной мощности электродвигателя вентиляторной установки.

3.1 Расчет потребного напора вентилятора

Полное давление (напор) вентилятора, Рв, Па, определяют по формуле

Рв = hст + hд,(3.1)

где hст - статический напор, Па;

hд - динамический напор, Па.

Центробежный или осевой вентилятор с приводом и системой подключения к нему воздуховодов принято называть вентиляторной установкой.

Вентиляторная установка может иметь незамкнутую (работающую на выхлоп) или замкнутую систему воздуховодов.

Во всех камерах, кроме эжекционных, вентиляторные установки имеют замкнутую систему воздуховодов.

В замкнутой системе величину hд можно не учитывать. В этом случае вентилятор приводит в движение всю массу агента сушки в системе только при пуске. В дальнейшем необходим только статический напор hст, т.е. напор на преодоление всех сопротивлений в системе циркуляции (Нв = hст).

Статический напор, Па, определяют по формуле

где ρ - плотность агента сушки, кг/м³;

υ - скорость циркуляции агента сушки на участках системы, м/с;- длина участка (канала), м;эк- эквивалентный диаметр, м;

ξ - коэффициент трения о стенки каналов и воздуховодов [1];

ζ - коэффициент местных потерь (сопротивлений) [1].

Первое слагаемое в формуле (3.2) представляет собой сумму сопротивлений на трение на всех прямых участках сети, второе - сумму местных сопротивлений на всем пути циркуляции.

В замкнутых системах циркуляции сумма местных сопротивлений - основная величина.

Эквивалентный диаметр, м, определяют по формуле

, (3.3)

где f - площадь сечения канала в плоскости, перпендикулярной потоку агента сушки, м²;- периметр канала в той же плоскости, м.

3.2 Аэродинамический расчет

.2.1 Составление аэродинамической схемы камеры

Составляется и вычерчивается развернутая схема циркуляционной системы камеры с последовательной нумерацией всех ее участков.

Схема циркуляционной системы приведена на рисунке 3.1.

Рисунок 3.1 - Схема циркуляционной системы

Таблица 3.1 - Участки циркуляции агента сушки в камере "ЛСК-45"

.2.2 Определение скорости циркуляции агента сушки на каждом участке

Для определения сопротивления каждого участка подсчитывается скорость циркуляции агента сушки на каждом участке.

Скорость циркуляции агента сушки на каждом участке, м/с, определяют по формуле

, (3.4)

Где- площадь поперечного сечения канала, в плоскости перпендикулярной потоку агента сушки на соответствующем участке, м² (площадь для прохода агента сушки).

Участок 1 Вентилятор

, (3.5)

где Dв - диаметр ротора вентилятора, 1 м;в- число вентиляторов в камере, 4.

м²,

м/с.

Участок 2, 16 Прямой канал

, (3.6)

Где

Н1 - высота циркуляционного канала, м;- внутренний размер камеры по длине, м.

м²,

м/с.

Участок 4 Калорифер

F18,19=Fж. сеч. кал. (3.7)

F18,19=4,98 м²,

м/с.

Участок 5, 15, 3, 17 Поворот под углом 90°

Принимается самое минимальное сечение канала до и после поворота.

f3,15,3,17 = В∙L, (3.8)

f5,15,3,17 = 4.3·0,62=2.6м²,

м/с.

Участок 5, 14 Боковые каналы, 4,16

F4 = f16= bср∙L, (3.9)

где bср - средняя ширина канала, м.

= f16=0,62∙4.3=4,6 м²,

м/с.

Участок 7,10 Вход в штабель (внезапное сужение)

f6,9,12 =Fж. сеч. шт., (3.10)

f6,9,12 =8,45м²,

м/с.

Участок 8,11 Штабель

F7,10,13 =Fж. сеч.шт., (3.11)

F7,10,13 =8,45м²,

м/с.

Участок 9,12 Выход из штабеля (внезапное расширение)

F8,11,14 =Fж. сеч. шт., (3.12)

F8,11,14 =8,45м²,

м/с

Скорость циркуляции агента сушки на каждом участке, ω м/с, определяют по формуле 3.4. Результаты расчетов вносим в таблицу 3.2.

Таблица 3.2 - Скорость циркуляции агента сушки на каждом участке

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

 (3.13)

Где

ρ - средняя плотность агента сушки, кг/м³;

 - коэффициент местного сопротивления агенту сушки на входе в вентилятор.

Принимаем =0,8 для камер периодического действия с осевыми вентиляторами.

Определение средней плотности агента сушки ρ, кг/м³

 (3.14)

Участок 1 Вентилятор

 (3.15)

 Па.