Курсовая работа: Проект сушильного цеха на базе сушильной камеры ЦНИИМОД-49 для производства экспортных пиломатериалов

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное
учреждение высшего образования

«Воронежский государственный лесотехнический университет

имени Г.Ф.Морозова»

Кафедра древесиноведения

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по дисциплине «Гидротермическая обработка и консервирование древесины»

на тему: «Проект сушильного цеха на базе сушильной камеры ЦНИИМОД-49 для производства экспортных пиломатериалов»

Выполнила: Студентка 4 курса

ТД2-151-ОБ группы Фазлиахметова А.Р.

Проверил: Руководитель:

д.т.н, профессор Платонов А.Д.

Воронеж 2018

Реферат

Расчетно-пояснительная записка состоит из 61 страницы, 93 формулы, 11 таблиц и 5 рисунков. Ключевые слова: древесина, лесосушильный цех, штабель, камера, калорифер, вентилятор, сушка, скорость циркуляции, влажность.

Пояснительная записка включает в себя технологический, тепловой, аэродинамический расчёты, расход электроэнергии, состав штатного персонала и количество штатных единиц.

В расчётах используются технологические режимы и рекомендации, разработанные в ГОСТе 19773-74 «Пиломатериалы хвойных и лиственных пород» и ГОСТе 18867-84 «Пиломатериалы хвойных пород. Руководящих технических материалах по технологии камерной сушки древесины».

В зависимости от высушиваемого по заданию материала были подобраны калориферы, вентиляторы их электродвигатели, конденсатоотводчики и выбраны диаметры трубопроводов.

Содержание

Введение

1. Технологический расчет

1.1 Обоснование выбора типа конструкции сушильной камеры

1.2 Определение продолжительности камерной сушки пиломатериалов

1.3 Пересчет годового объема сушки фактических пиломатериалов в объем условного

1.4 Определение годовой производительности камеры в условном материале

1.5 Определение необходимого количества камер для сушки заданной программы в условном материале

1.6 Расчет емкости и площади складов

1.6.1 Расчет емкости склада сырых пиломатериалов и определение количества штабелей, подлежащих сушке

1.6.2 Расчет емкости и площади склада сухих пиломатериалов

1.7 Выбор и расчет потребности подъемно-транспортного оборудования в лесосушильном цехе

1.7.1 Расчет годовой производительности и количества оборудования для укладки и формирования штабеля

1.8 Составление первого варианта планировки сушильного цеха

2. Тепловой расчет

2.1 Определение массы испаряемой влаги

2.1.1 Масса влаги, испаряемой из 1 м³ пиломатериала

2.1.2 Масса влаги, испаряемая за время одного оборота камеры

2.1.3 Масса влаги, испаряемая в камере в секунду

2.1.4 Расчетная масса испаряемой влаги

2.2 Выбор расчетного материала

2.3 Выбор режима сушки

2.4 Определение параметров агента сушки на входе в штабель

2.4.1 Агент сушки - влажный воздух

2.5 Определение объема и массы циркулирующего агента сушки

2.5.1 Объем циркулирующего агента сушки

2.5.2 Масса циркулирующего агента сушки на 1кг испаряемой влаги

2.5.3 Определение параметров воздуха на выходе из штабеля

2.6 Определение объема свежего и отработанного воздуха или перегретого пара

2.6.1 Масса свежего и отработанного воздуха на 1 кг испаряемой влаги

2.6.2 Объем свежего (приточного) воздуха, поступающего в камеру

2.6.3 Объем отработанного воздуха, выбрасываемого из сушильной камеры

2.7 Определение расхода тепла на сушку

2.7.1 Начальный прогрев древесины

2.7.2 Расход тепла на начальный прогрев 1 м³ древесины

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

2.7.4 Общий расход тепла на начальный прогрев древесины

2.7.5 Определение расхода тепла на испарение влаги

2.7.6 Потери тепла через ограждения камеры

2.7.7 Определение удельного расхода тепла на сушку для зимних и среднегодовых условий

2.7.8 Определение расхода тепла на 1м³ расчетного материала

2.7.9 Построение теоретического и действительного процесса сушки в Id-диаграмме влажного воздуха

2.8 Выбор типа и расчет поверхности нагрева калорифера

2.8.1Выбор типа калорифера

2.8.2 Тепловая мощность калорифера

2.8.3 Расчет поверхности нагрева калорифера

2.8.4 Определение количества пластинчатых калориферов и схемы их установки в камере

2.8.5 Определение площади живого сечения пластинчатых калориферов

2.8.6 Определение коэффициента теплопередачи для пластинчатых калориферов

2.9 Определение расхода пара

2.9.1 Расход пара на 1 м³ расчетного материала

2.9.2 Расход пара на камеру

2.9.3 Расход пара на сушильный цех

2.9.4 Среднегодовой расход пара на сушку всего заданного объема пиломатериалов

2.10 Определение диаметров трубопроводов

2.10.1 Диаметр главной паровой магистрали к сушильному цеху

2.10.2 Диаметр отвода к камере

2.10.3 Диаметр паропровода к калориферу

2.10.4 Диаметр паропровода к увлажнительным трубам

2.10.5 Диаметр конденсационного трубопровода от калорифера камеры

2.10.6 Диаметр конденсационной магистрали

2.11 Выбор конденсатоотводчика

3. Аэродинамический расчет

3.1 Методика и последовательность аэродинамического расчета сушильных камер

3.2 Расчёт аэродинамического сопротивления циркуляционной сети сушильной камеры

3.2.1 Сопротивление трения на прямых каналах

3.2.2 Сопротивление при изменении направления движения агента сушки (поворотов)

3.2.3 сопротивление при резком изменении сечения канала, входа в штабель (внезапное сужение)

3.2.4 Сопротивление штабелей

3.2.5 Сопротивление внезапного расширения потоков воздуха

3.2.6 Сопротивление перегородок осевых вентиляторов

3.2.7 Сопротивление калориферов

3.3 Выбор вентилятора и электродвигателя для его привода

3.3.1 Определение мощности, потребляемой вентилятором и выбор электродвигателя

4. Расчет расхода электроэнергии на сушку 1м³ древесины

4.1 Расход электроэнергии на сушку 1м³ фактического материала

4.2 Расход электроэнергии на сушку 1м³ условного материала

4.3 Расход электроэнергии на сушку годовой программы в условном материале

5. Состав штатного персонала и количество штатных единиц

6. Основные технико-экономические показатели сушильного цеха

Заключение

Список используемой литературы

Введение

сушка пиломатериал оборудование аэродинамический

Повышение температуры древесины вызывает изменение некоторых ее физико-механических свойств. Этим в основном и обусловлены технологические цели тепловой обработки древесины, к которым относятся:

а) снижение усилий и улучшение качества резания древесины вследствие уменьшения ее твердости при повышении температуры; для этого применяются процессы оттаивания или нагревания круглых сортиментов (бревен, кряжей, чураков) перед их распиловкой или перед лущением и строганием шпона;

б) создание возможности изменения формы деталей или заготовок под действием механических усилий вследствие увеличения податливости (эластичности) древесины с повышением ее температуры; эту цель преследует процессы нагревания древесины перед операциями гнутья или прессования;

в) ускорение процессов склеивания вследствие интенсификации отверждения и высыхания клеевых веществ, нанесенных на древесину, при повышении ее температуры; это достигается процессами нагревания древесины в разнообразных операциях сборки изделий и их узлов.

Сушкой называется процесс удаления из материала влаги путем ее испарения или выпаривания. К основным технологическим целям сушки древесины относятся:

а) предупреждение форомизменяемости и размер изменяемости деталей;

б) предохранение от загнивания;

в) уменьшение массы при одновременном повышении прочности;

улучшение качества склеивания и отделки.

1. Технологический расчёт

Цель расчёта определение количества сушильных камер, необходимых для выполнения заданной годовой программы сушки пиломатериалов; выбор и расчёт погрузочно-разгрузочного оборудования; расчёт ёмкостей складов сырых и сухих пиломатериалов; расчёт площади и количества обслуживающих и бытовых помещений; планировка сушильного цеха с расстановкой оборудования.

1.1 Обоснование выбора типа конструкции сушильной камеры

Камера ЦНИИМОД-49 непрерывного действия предназначена для сушки пиломатериалов хвойных и лиственных пород до эксплуатационной влажности в воздушной среде нормальными режимами.

Эти камеры вмещают 11 нормальных штабелей. Циркуляция воздуха осуществляется тремя осевыми вентиляторами. Для привода вентиляторов применены четырёхскоростные электродвигатели, что даёт возможность создавать в зависимости от характеристик высушиваемого материала различную скорость циркуляции сушильного агента.

Камера обеспечивает высушивание пиломатериалов по 0 категории качества сушки и рассчитана для применения на предприятиях деревообрабатывающей и других отраслей промышленности.

Годовая программа в фактическом материале составляет 67000 м³. На основании этих данных выбираем сушильную камеру ЦНИИМОД-49.

1.2 Определение продолжительности камерной сушки пиломатериалов

Общая продолжительность сушки, включая начальный прогрев и влаготеплообработку, находится по формуле:

ф = ····, ч (1)

где ф - общая продолжительность сушки, ч;

- исходная продолжительность сушки пиломатериалов заданной породы и размеров нормальным режимом от начальной влажности 60% до конечной 12% в камерах с поперечной штабелёвкой при объеме циркулирующего сушильного агента, обеспечивающем минимальную себестоимость процесса при сохранении целостности материала, ч;

,,, - коэффициенты, учитывающие породу древесины (), интенсивность циркуляции (), начальную и конечную влажность (), качество сушки ().

Сосна 25 мм

ф = 36·1·0,75·1,15·1 = 31,05 ч;

Сосна 40 мм

ф = 59·1·0,91·0,81·1 = 43,5 ч;

Лиственница 32 мм

ф = 50·2,3·0,8·0,93·1 = 85,56 ч;

Ель 50 мм

ф = 87·0,9·1,02·1,03·1 = 82,26 ч.

Расчёт продолжительности камерной сушки представлен в таблице 1.

Таблица 1

Продолжительность камерной сушки ф пиломатериалов по спецификации

1.3 Пересчёт годового объема сушки фактических пиломатериалов в объём условного материала

Поскольку сушке подвергаются пиломатериалы различной характеристики, производительность лесосушильных камер в объёме высушиваемой древесины значительно колеблется. Поэтому для учета и планирования работы камер установлена установочная и плановая единица - кубический метр условного материала.

Условному материалу эквивалентны сосновые обрезные доски толщиной 40 мм, шириной 150 мм, высушиваемые по II категории качества от начальной влажности 60% до конечной 12%.

Объём фактически подлежащей сушке древесины переводится в объём условного материала для каждой заданной спецификации по формуле:

= ··, (2)

где - объём условного материала, м³;

- объем фактически подлежащей сушке древесины, м³;