Курсовая работа: Проект лесосушильного цеха на базе сушильных камер 3AS-6-3A

Назначение пиломатериалов - мебельное производство. Принимаем II категорию качествасушки - сушка пиломатериалов до эксплуатационной влажности, обеспечивающая возможность точной механической обработки, а также сборки деталей и узлов квалифицированных изделий (мебельное производство, футляры для радио- и теле аппаратуры, столярно-строительные изделия ит.п.).

Использование пиломатериалов в производстве мебели требует необходимости сохранения физико-механических свойств древесины. Следовательно, применение высокотемпературных режимов сушки исключаем, так как эти режимы сушки значительно понижают физико-механические свойства древесины и изменяют её цвет. Поэтому для выполнения требуемой задачи воспользуемся низкотемпературными режимами сушки.

В сушильной камере в качестве теплоносителя используется пар c давлением P=0.25 МПа. Для сушки пиломатериалов из древесины ольхи и дуба используем нормальные режимы. Для пиломатериалов ольхи с толщиной=22 мм выбираем режим О1-Н, а для пиломатериалов толщиной =75мм-режим О6-Н. Для пиломатериалов дуба толщиной =19 мм, предлагают использовать режим Д1, а для пиломатериалов из дуба толщиной =44 мм -режим Д4.

Результаты выбора режимов сушки заданных пиломатериалов приведены в таблице 2.2.

Таблица 2.2 - Режимы сушки

Значение параметров сушильного агента по всем ступеням сушки приведены в таблице 2.3.

Таблица 2.3 - Параметры сушильного агента

2.2 Выбор режимов начального прогрева и влаготеплообработки

Температура начального прогрева для пиломатериалов из древесины ольхи должна быть больше температуры первой ступени сушки на 8°С. Для режима О1-Н температура первой ступени сушки составляет 74°С, для режима О6-Н - 52°С. Следовательно, температура начального прогрева для режима О1-Н будет составлять t_нп1=82°С, для режима О6-Н - t_нп2=60°С.

Температура начального прогрева пиломатериалов из древесины дуба должна быть больше температуры первой ступени сушки на 5°С. Для режима Д1-Н температура первой ступени сушки составляет 57 °С, для режима Д4-Н - 47°С. Следовательно температура начального прогрева для режима Д1-Н будет составлять t_нп3=62°С, для режима Д4-Н- t_нп4=52°С.Психометрическую разность обрабатывающей среды для пиломатериалов всех пород с учетом их начальной влажности принимаем:

Дtнп1=Дtнп2=Дtнп3=Дtнп4=0,5-1,5°С. (2.1)

Продолжительность начального прогрева:

- для пиломатериалов из древесины ольхи:

фнп1=1,5·S1 +S1·0.25=1,5·2,2+2,2·0,25=4,125ч.; (2.2)

фнп2=1,5·S2+S₂·0.25=1,5·1,9+1,9·0,25=14,06ч. (2.3)

- для пиломатериалов из древесины дуба:

фнп3=1,5·S3+S₃·0.5=1,5·1,9+1,9·0,5=5,7ч; (2.4)

фнп4=1,5·S4+S₄·0.5=1,5·4,4+4,4·0,5=13,2ч. (2.5)

По данным таблицы 2.3 находим температуру последних ступеней сушки выбранных режимов:t13=100°C,t23=70°C,t34=77°C,t44=62°C. Для пиломатериалов из древесины ольхи и дуба, необходимо проводить конечную влаготеплообработку поскольку мы сушим по II категории качества.

Определяем температуру конечной влаготеплообработки пиломатериалов, она будет на 8°C выше температуры последней ступени режима сушки, но не более 100°C.

Для пиломатериалов из ольхи:

- толщиной:=22 мм:

t_КВТО1= t₁₃ + 8= 100+ 8 =108°C; (2.6)

- толщиной: =75 мм:

t_КВТО2= t₂₃+ 8 = 70 + 8 = 78°C. (2.7)

Температуру конечной влаготеплообработки пиломатериалов ольхи принимаем 100°C.

Для пиломатериалов из дуба:

- толщиной:=19 мм:

t_КВТО3= t₃₄ + 8= 77+ 8 = 85°C; (2.6)

- толщиной: =44 мм:

t_КВТО4= t₄₄+ 8 = 62 + 8 = 70°C. (2.7)

Используя таблицу 23 [2,с.228], определяем суммарную продолжительность влаготеплообработокзаданных пиломатериалов: фвто1=2ч, фвто2=30ч, фвто3=4ч, фвто4=20ч.

Для пиломатериалов ольхи толщинойS₂=75 мм и дуба толщиной S₄=44ммнужно проводить промежуточную влаготеплообработку которая занимает 1/3 времени влагооброботки. Промежуточную влаготеплообработку проводят между второй и третей ступенью режима сушки.

t_ПВТО2= t₂₂+ 8 = 55 + 8 = 63°C

t_ПВТО4= t₄₂+ 8 = 50 + 8 = 58°C

Психрометрическую разность обрабатывающей среды во время конечной влаготеплообработки принимаем ?t_КВТО=0,5ч1,0°C, а ?t_ПВТО=1,0ч2,0°C.

Результаты выбора режимов начального прогрева, конечной промежуточнойвлаготеплообработки обобщаем в таблице 2.4.

Таблица 2.4 - Режимы начального прогрева, промежуточной и конечной влаготепообработок

3. Технологический раздел

3.1 Расчет продолжительности цикла сушки

По формулам (3.1) и (3.2) рассчитываем скорость циркуляции сушильного агента в штабелях пиломатериалов:

; (3.1)

(3.2)

где V - объем циркулирующего агента сушки, мі/с; - площадь живого сечения штабеля, мІ;- длина сушильного пространства камеры, м; Н - высота штабеля, м; вВ, вД- коэффициенты заполнения штабеля по высоте и длине.

Длина сушильного пространства камеры и высота сушильной камеры соответственно составляют: LK= 8,8 м, Н_суш =3,7 м.

Высота пакета:

м.

Высота штабеля:

H=(h_п +0,075)·3=3,525 м ? 3,7 м

Коэффициенты заполнения штабеля по высоте и длине рассчитываем по формулам (5.15) и (5.13)[2, с.125, 124]:

(3.3)

(3.4)

гдеS - толщина пиломатериалов, мм; hп - высота пакета, мм; S1- толщина межрядовых прокладок, мм; S2-толщина межпакетных прокладок, мм; n? - количество заготовок или досок по длине штабеля; l-длина пиломатериалов, м.

Принимая толщину межрядовых прокладокS1=25 мм, а толщину межпакетных прокладок S2=75 мм, получаем:

Коэффициент заполнения штабеля по длине условным материалом принимаем

Рассчитываем площадь живого сечения штабелей:

мІ;

мІ;

мІ;

мІ;

мІ;

Скорость сушильного агента в штабелях пиломатериалов будет равна:

м/с;

м/с;

м/с;

м/с;

м/с.

Продолжительность цикла сушки пиломатериалов фц ч, рассчитываем по формуле (5.5) [2, с. 121]:

, (3.5)

где фисх - исходная продолжительность сушки пиломатериалов заданных пород и размеров поперечного сечения нормальными режимами при начальной и конечной влажности 60 и 12 % в камерах с реверсивной циркуляцией средней интенсивности (скорость циркуляции - 1 м/с),ч; Ар,Ац,Ав, Ад, Ак - коэффициенты, учитывающие соответственно категорию режима сушки, скорость циркуляции сушильного агента, начальную и конечную влажность древесины, длину сортиментов и категорию качества сушки.

Значение исходной продолжительности сушки определяем по таблице 24 [2] с.228,229:

фисх1 = 54 ч,фисх2 = 377 ч,фисх3 = 92,5 ч,фисх4 = 334ч,фисх.у = 88 ч. Коэффициенты, учитывающие категорию режимов, принимаем:

Ар1 =Ар2 =Ар3 = Ар4 =Ар.у= 1,0

Используя приложение 5 [3, c. 91-93], по величинам произведения фисх1 ·Ар1= 54 ч, фисх2 ·Ар2= 377 ч,фисх3 ·Ар3= 92,5 ч,фисх4 ·Ар4=334 ч, фисх.у·Ар.у=88 ч. Находим значение коэффициента, учитывающего скорость циркуляции сушильного агента: Ац1 =0,725, Ац2 =0,968, Ац3 =0,823,Ац4 = 0,968,Ац.у =0,767.

По табл. 26 [2, с. 230] определяем коэффициенты, учитывающие начальную и конечную влажность древесины: Ав1=Ав2 =1,14;Ав3=Ав4 =0,89; Ав.у=1,00.

Поскольку сушке подвергаются пиломатериалы, а не заготовки, принимаем Ад1 = Ад2 =Ад3 =Ад4 =Ад.у=1,00. Древесина, используемая для производства мебели, должна быть высушена по II категории качества. С учетом сказанного принимаем Ак1=Ак2=Ак3=Ак4=Ак.у=1,15.

Рассчитываем продолжительность цикла сушки заданных пиломатериалов и условного материала:

51,3 ч = 2,1 сут;

478,4 ч = 19,9 сут;

77,8 ч = 3,2 сут;

330,9 ч = 13,8 сут;

77,6 ч = 3,2 сут.

Результаты расчета представляем в виде табл. 3.1.

Таблица 3.1 - Продолжительность цикла сушки пиломатериалов

Рассчитанные по формуле (3.1) значения скорости циркуляции сушильного агента сопоставим со скоростями, для которых были разработаны стандартные режимы сушки.

При сушке пиломатериалов ольхи скорости циркуляции сушильного агента в камерах составляют щ1=1,9 м/с и щ2=2,6 м/с. Рассчитанная скорость циркуляции сушильного агента щ1=2,6 м/с не выходит за пределы диапазона скоростей, для которого разработаны стандартные режимы сушки (1,0 - 2,5 м/с) [2,c.103].

В свою очередь, рассчитанная скорость циркуляции сушильного агента щ2=2,6 м/с выходит за пределы диапазона скоростей, для которого разработаны стандартные режимы сушки (1,0 - 2,5 м/с) [2,c.103]. Следовательно, значения психометрической разности на всех ступенях, сушки режима О6-Н кроме последней, уменьшается на 1°С. Соответственно корректируются значения степени насыщенности и равновесной влажности.

В случае сушки пиломатериалов из древесины дуба скорости циркуляции сушильного агента в камерах составляют щ3=1,8 м/с и щ4=2,6 м/с.Скорость циркуляции сушильного агента щ4=2,6м/с выходит за пределы диапазона скоростей, для которых разработаны стандартные режимы сушки (0,8 - 2,0 м/с) [2,c.103]. Поэтому значения психометрической разности на всех ступенях, кроме последней, также уменьшается на 1°С.

Значения степени насыщенности изменяютсяна всех ступенях, за исключением последней, в соответствии с табл. 6 [2, c. 215].

С учетом сказанного табл. 3,2 примет следующий вид.

Таблица 2.3 - Параметры сушильного агента