- коэффициент продолжительности оборота;
- коэффициент вместимости камеры.
Коэффициент продолжительности оборота найдём по формуле:
= , (3)
где - продолжительность оборота камеры при сушке условного материала, сут;
Продолжительность оборота камеры при сушке фактического материала , сут, определяется по следующей формуле:
= ф, (4)
где ф - расчётная продолжительность сушки, сут;
Коэффициент вместимости камеры Ке определим по формуле:
= , (5)
где - объёмный коэффициент заполнения штабеля условным материалом;
- объёмный коэффициент заполнения штабеля.
Пересчёт годового объема сушки фактических пиломатериалов в объём условного материала представлен в таблице 2.
Таблица 2
Пересчёт годового объёма сушки фактического пиломатериала в объём условного материала по сечениям
|
№ п/п |
Характеристика пиломатериалов |
Категория качества |
Категория режима |
Продолжительность оборота камеры для фактического и условного материала, сут |
Коэффициент продолжительности оборота кф |
Коэффициент заполнения штабеля фактическим и условным материалом |
Коэффициент вместимости материала камеры, Ке |
Объем п/м, м3 |
||||||||||
|
Вид пиломатериалов |
Порода |
Размеры, мм |
Влаж-ность, % |
|||||||||||||||
|
в фактическом материале, Фi |
в условном материале, Уi |
|||||||||||||||||
|
толщина S1 |
ширина S2 |
длина L |
начальная Wн |
конечная Wк |
||||||||||||||
|
фф |
фу |
вф |
ву |
|||||||||||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
|
|
1 |
Доски |
Сосна |
25 |
110 |
6 |
75 |
20 |
0 |
Н |
1,29 |
3,1 |
0,42 |
0,312 |
0,395 |
1,4 |
15000 |
8001 |
|
|
2 |
Сосна |
40 |
100 |
6 |
60 |
20 |
0 |
Н |
1,81 |
3,1 |
0,58 |
0,395 |
0,395 |
1,11 |
20000 |
11600 |
||
|
3 |
Лиственница |
32 |
150 |
6 |
65 |
22 |
0 |
Н |
3,53 |
3,1 |
1,15 |
0,356 |
0,395 |
1,23 |
20000 |
25530 |
||
|
4 |
Ель |
50 |
150 |
6 |
80 |
18 |
0 |
Н |
3,43 |
3,1 |
1,11 |
0,434 |
0,395 |
1,01 |
12000 |
12121,2 |
||
|
Итого |
67000 |
57252,2 |
1.4 Определение годовой производительности камеры в условном пиломатериале
Нормативная годовая производительность лесосушильной камеры в условном материале рассчитывается по формуле:
= ·Г· = ·Г, м3/год, (6)
где - продолжительность оборота камеры при сушке условного материала, сут;
- удельная производительность камеры на условном материале, м3/год;
Г - габаритный объём штабелей, загружаемых в камеру, м3.
Габаритный объём штабелей, загружаемых в камеру Г определяется по формуле:
Г = h·b·l·m, , (7)
где h, b, l - соответственно высота, ширина и длина камеры, м;
m - число штабелей в камере, шт.
Г = 2,6·1,8·6,5·11 = 334,62
= 22·334,62 = 7361,64 /год
1.5 Определение необходимого количества камер в условном материале
Количество камер в условном материале n, шт, определим по формуле:
n = , шт, (8)
где - общий годовой объём условного материала, м3;
- годовая производительность сушильной камеры в условном материале, м3/год.
n = = 7,78 шт
Принимаем 8 штук камер.
1.6 Расчёт ёмкости и площади складов
Расчёт ёмкости и площади складов, сырых и сухих пиломатериалов производится с учётом среднесуточной производительности сушильного цеха в фактическом материале и продолжительности хранения.
1.6.1 Расчёт ёмкости склада сырых пиломатериалов и определение количества штабелей, подлежащих хранению
Склад сырого материала представляет стоянку вагонеток-штабелей, подготовленных к сушке. Для их установки предусматриваются узкоколейные пути необходимой протяженности. Эти пути должны разместить расчётное количество вагонеток.
Ёмкость склада сырого материала есыр рассчитаем по формуле:
есыр = ·Z, , (9)
где Фi - годовое количество фактически высушиваемого материала, м3;
Z - продолжительность хранения материала, сутки;
335 - продолжительность работы сушильных камер в течение года, сутки.
есыр = ·2 = 400
Зная ёмкость склада и ёмкость среднего штабеля, можно определить количество штабелей, подлежащих хранению n по формуле:
n = , шт, (10)
где - ёмкость одного среднего штабеля, м3.
Ёмкость среднего штабеля в фактическом материале определим по формуле:
= , , (11)
где Фi - заданная программа сушки соответственно для всех размеров фактического материала, м3;
Е1, Е2,…, Еn -- ёмкость штабеля последовательно для всех размеров фактического материала, м3.
Ёмкость штабеля Е рассчитаем по формуле:
= Г·, , (12)
где Г - габаритный объём штабеля, м3.
Габаритный объём штабеля Г определим по формуле:
Г = h·b·l, , (13)
где h, b, l -- соответственно высота, ширина и длина штабеля, м.
= 30,42·0,312 = 9,49 ;
= 30,42·0,395 = 12,02 ;
= 30,42·0,356 = 10,83 ;
= 30,42·0,434 = 13,2 .
= = 11,31
1.6.2 Расчёт ёмкости и площади склада сухих пиломатериалов
Склад сухих пиломатериалов сосредотачивает запас, который позволяет цеху, потребляющему сухую древесину, работать ритмично, несмотря на то, что камеры выпускают материал циклично, т.е. режим их работы отличается от режима работы потребляющего цеха.
Материал хранится на складе на колесах.
Ёмкость склада сухих пиломатериалов
= , (14)
где фi - годовое количество фактически высушиваемого материала, м3
Z - продолжительность хранения материала, сут.
Т - количество рабочих дней в году, сут.
Число сухих вагонеток-штабелей
= , шт, (15)
1.7 Описание технологического процесса сушки согласно заданию на проектирование
1.7.1 Технологическая карта проведения процесса сушки согласно задания на проектирование
Таблица 3
Перечень технологических операций по организации работ сушильного цеха
|
Операция |
Оборудование и приспособление, вид операции |
|
|
1. Подготовка сушильных штабелей |
||
|
1.1. Доставка сырых пиломатериалов 1.2. Формирование штабеля 1.3. Оборудование 1.4. Требования к укладке штабеля (способ укладки, размеры штабеля, требования к прокладкам, и их размещению в штабеле) 1.5. Транспортировка штабеля к камерам и на склад сырого материала 1.6. Количество штабелей-вагонеток на складе сырого материала в зависимости от продолжительности хранения |
Автолесовоз Т-80 Вручную Автолесовоз, траверсная тележка Без шпаций; 6,5Ч1,8Ч2,6; толщина прокладок 32 мм, порода - сосна, расположение прокладок по высоте строго друг над другом Траверсная тележка 8 шт |
|
|
2. Технология камерной сушки |
||
|
2.1. Определение начальной влажности материала 2.2. Подготовка камеры к работе 2.3. Проведение процесса сушки 2.3.1. Начальный прогрев материала (режим сушки и продолжительность прогрева) 2.3.2. Режим сушки (технологические операции и контроль за параметрами агента сушки) 2.3.3. Определение текущей и конечной влажности 2.3.4. Охлаждение и выгрузка материала из камеры |
Весовой метод Осматривают камеру, затем запускают её и осуществляют первоначальный прогрев Процесс сушки осуществляется в 3 этапа - 92 °С; ? - 23 °С; ц - 0,38. Наблюдение за параметрами контрольного образца Весовой метод Охлаждение материала в камере до 40-30 °С, выгрузка через откидные рельсы камеры на траверсную тележку |
|
|
3. Организация работ на складе сухих материалов |
||
|
3.1 Склад сухих пиломатериалов 3.1.1 Хранение материала на колесах |
На колесах |
1.8 Составление первого варианта планировки сушильного цеха
2. Тепловой расчёт
Тепловой расчёт лесосушильных камер производится с целью определения затрат тепла на сушку, расход теплоносителя, выбора и расчета теплового оборудования (калорифера, конденсатоотводчиков, трубопроводов).
2.1 Определение массы испаряемой влаги
2.1.1 Масса влаги, испаряемой из 1 пиломатериала
= ·, кг/, (16)
где - базисная плотность расчетного материала, кг/м3
, - соответственно начальная и конечная влажность материала,%
Сосна
= 400· = 220 кг/м3;
Сосна
= 400· = 160 кг/м3;
Лиственница
= 520· = 223,6 кг/м3;
Ель
= 360· = 223,2 кг/м3.
2.1.2 Масса влаги, испаряемая за время одного оборота камеры
Рассчитаем массу влаги, испаряемой за время одного оборота камеры mоб.кам по формуле:
= ·Е, кг/об, (17)
где Е - ёмкость камеры, м3.
Определим ёмкость камеры Е по формуле:
Е = Г··n, , (18)
где Г - габаритный объём штабеля, м3;
n - количество штабелей в камере, шт.
Сосна 25 мм
= 220·104,4 = 22968 кг/об;
Сосна 40 мм
= 160·132,2 = 21152 кг/об;
Лиственница 32 мм
= 223,6·119,1 = 26630,8 кг/об;
Ель 50 мм
= 223,2·145,2 = 32408,6 кг/об.
2.1.3 Масса влаги, испаряемая в камере в секунду
Определим массу влаги, испаряемой в камере в секунду mс по формуле:
= , кг/с, (19)
где - продолжительность собственно сушки, ч.
Продолжительность сушки рассчитаем по формуле:
= ф·, ч, (20)
где ф - общая продолжительность сушки фактического материала, ч;
= 1,0 - коэффициент, учитывающий время испарения влаги из древесины.
Сосна
= 31,05·1,0 = 31,05 ч;
Сосна
= 43,5·1,0 = 43,5 ч;
Лиственница
= 85,6·1,0 = 85,6 ч;
Ель
= 82,3·1,0 = 82,3 ч.
Сосна 25 мм
= = 0,21 кг/с;
Сосна 40 мм
= = 0,14 кг/с;
Лиственница 32 мм
= = 0,086 кг/с;
Ель 50 мм
= = 0,11 кг/с.
2.1.4 Расчетная масса испаряемой влаги
Определим расчётную массу испаряемой влаги по формуле:
= ·К, кг/с, (21)
где К = 1,0 -- коэффициент неравномерности скорости сушки.
Сосна 25 мм
= 0,21·1,0 = 0,21 кг/с;
Сосна 40 мм
= 0,14·1,0 = 0,14 кг/с;
Лиственница 32 мм
= 0,086·1,0 = 0,086 кг/с;
Ель 50 мм
= 0,11·1,0 = 0,11 кг/с.
2.2 Выбор расчетного материала
За расчётный материал принимается наиболее быстросохнущий заданной спецификации, т.е. тот материал, который в единицу времени испаряет наибольшее количество влаги. В этом случае тепловое и аэродинамическое оборудование камеры обеспечит сушку любого материала.
В качестве расчётного материала принимаем Сосну толщиной 25 мм, длиной 6 м, с начальной влажностью 75%, конечной влажностью 20%, заданная программа сушки 15000 м3.
2.3 Выбор режима сушки
В зависимости от конструкции, породы расчётного материала, толщины и качества сушки выбираем нормальный режим сушки. Параметры выбранного режима представлены в таблице 6.
Таблица 4
Параметры нормального режима сушки
|
Номер и индекс режима |
Средняя конечная влажность древесины, % |
Толщина пиломатериалов, мм |
Состояние сушильного агента в разгрузочном конце камеры |
Максимальная психометрическая разность ? в загрузочном конце при начальной влажности древесины |
||||
|
,°С |
?,°С |
ц |
более 50% |
до 50% |
||||
|
2-Н |
18--22 |
Св. 22 до 25 |
92 |
23 |
0,38 |
6 |
9 |
2.4 Определение параметров агента сушки на входе в штабель
2.4.1 Агент сушки - влажный воздух
По выбранному режиму назначается расчётная температура и относительная влажность ц1 со стороны входа в штабель. Параметры соответствуют параметрам в сухом конце камеры: =92°С, ц1=0,38.
Остальные параметры агента сушки на входе в штабель определяются аналитически и по Id-диаграмме.
1.Аналитический способ
Сначала определим парциальное давление водяного пара по формуле:
= ц1·, Па, (22)
где ц1 - относительная влажность воздуха расчётной ступени режима;
= 77100 Па - давление насыщения водяного пара при расчётной температуре режима.
= 0,38·77100 = 29298 Па
Теперь определим влагосодержание d1, г/кг, по следующей формуле:
= 622·, г/кг, (23)
где = 105 Па - атмосферное давление воздуха.
= 622· = 274,32 г/кг
Теплосодержание воздуха I1 определим по формуле:
I1 = +0,001··(1,93·+2490), кДж/кг, (24)
I1 = 92+0,001·274,32·(1,93·92+2490) = 823,8 кДж/кг
Рассчитаем плотность воздуха с1 по формуле:
с1 = , кг/, (25)
где Т1 - термодинамическая температура, К; Т1 = (273+).
Т1 = 273+92 = 365.
с1 = = 0,85 кг/
Определим приведённый удельный объём по формуле:
= 4,62···(622+), /кг, (26)
= 4,62··365·(622+274,32) = 1,51 /кг
Графический способ по Id-диаграмме 2.
Влагосодержание d1 = 274,32 г/кг
Теплосодержание I1 = 823,8 кДж/кг
Плотность воздуха с1 = 0,85 кг/м3
Приведённый удельный объём =1,51 м3/кг
2.5 Определение объёма и массы циркулирующего агента сушки
2.5.1 Объём циркулирующего агента сушки