Реферат: Реконструкция установки для сушки древесины

--PAGE_BREAK--2.2.6 Определение объема свежего воздуха и отработавшего агента сушки, удаляемого из камеры

Масса свежего воздуха и отработавшего агента сушки на <metricconverter productid=«1 кг» w:st=«on»>1 кг испаряемой влаги, кг/кг. исп. влаги:
mo=<img width=«329» height=«53» src=«ref-1_1557157386-1220.coolpic» v:shapes="_x0000_i1035">(2.22)
где do– влагосодержание свежего приточного воздуха, поступающего в камеру, г/кг.

При поступлении свежего воздуха из цеха, коридора управления принимают do=10-12г/кг.св.в.

Объем свежего воздуха, поступившего в камеру, м3/с:
Vo=Mp
.

mo
.

Vo
.пр=0,0065.11,43.0,87=0,065 м3/с (2.23)
где Vo
.пр– приведенный удельный объем свежего воздуха. При температуре to=20oC, Vo=0,87 м3/кг.




Объем отработавшего агента сушки, выбрасываемого из камеры, м3/с:


V
отр.
=Мр.moV
2=0,0065.11,43.1,12=0,08 м3/с (2.24)
где V
2
– удельный объем отработавшего агента сушки, принимаемый равным V
1, м3/кг.

Площадь поперечного сечения вытяжного канала:


f
кан
=
V
отр
/
v
кан= 0,08/2 = 0,04 м2(2.25)
где v
кан– скорость движения отработавшего агента сушки.

Площадь поперечного сечения приточного канала:


f
кан
=
V
о
/
v
кан= 0,065/2 = 0,0325 м2(2.26)
2.2.7 Определениерасхода тепла на сушку древесины

Расход тепла на сушку определяют отдельно для зимних и среднегодовых условий эксплуатации сушильных камер. По зимнему расходу тепла ведется расчет тепловой мощности камер. По расходу тепла в среднегодовых условиях определяется потребность пара на производственную программу и на <metricconverter productid=«1 м3» w:st=«on»>1 м3 высушиваемых фактического и условного пиломатериалов, т.е. определяются исходные данные для экономических расчетов, в частности для составления калькуляции себестоимости сушки пиломатериалов.

При сушке древесины тепло в основном расходуется на начальный прогрев пиломатериалов, испарении влаги и на потери через ограждения камеры.

Расход тепла на начальный прогрев 1 м3 древесины Q
нагр.1м
3.

В зимних условиях тепло при нагревании пиломатериалов расходуется на нагревание древесной массы в области отрицательных и положительных температур и на оттаивание замерзшей влаги.

Для зимних условий расход тепла определятся по формулам, кДж/м3


Q
нагр.1м
3
=с(С(-)(-
t
оз
)+С(+)
t
кам.
)+сусл.<img width=«93» height=«43» src=«ref-1_1557158606-272.coolpic» v:shapes="_x0000_i1036">. (2.27)

нагр.1м
3=650(2,1*31+2,8*62)+400<img width=«91» height=«41» src=«ref-1_1557158878-271.coolpic» v:shapes="_x0000_i1037">=230195 кДж/м3

где r
— скрытая теплота плавления льда (335кДж/кг);

с– плотность древесины при фактической ее влажности, побирается на диаграмме на рис.2 [5];

сусл— базисная плотность древесины, выбирается по табл. 1, кг/м3 [5];

W
н
– начальная влажность древесины, %;

W
г.ж
-влажность гигроскопически жидкой влаги [3], рис.1;

С(+), С(-)– удельная теплоемкость древесины соответственно при положительной и отрицательно температуре, рис. 3 [5];

t
кам— температура древесины при ее нагреве, оС; при сушке в среде влажного воздуха принимается на 5оС выше температуры t
спо первой ступени режима;

t
оз— начальная температура древесины, принимается по табл.11[5];

При определении удельной теплоемкости древесины для С(-) принимают, оС:


t
ср.(-)
=<img width=«213» height=«51» src=«ref-1_1557159149-718.coolpic» v:shapes="_x0000_i1038"> (2.28)
тогда C
(-)
=2,1 кДж/кгоС,



t
ср.(+)
=<img width=«200» height=«53» src=«ref-1_1557159867-739.coolpic» v:shapes="_x0000_i1039"> (2.29)
тогда C
(+)
=2,8 кДж/кгоС,

Для среднегодовых условий, когда t
с.г.
>0 оС, расход тепла Q
нагр.1м
3определяется по формуле:
Q
нагр.1м
3
=сС(+)(
t
кам.
-
t
с.г.
)=650.2,8.(62-0,8)=111384 кДж/м3(2.30)
В этом случае среднеарифметическая температура для определения по рис. 3 [5] удельной теплоемкости С(+) подсчитывается как полусумма двух температур, оС:
t
ср
=<img width=«248» height=«55» src=«ref-1_1557160606-871.coolpic» v:shapes="_x0000_i1040">, (2.31)
тогда C
(+)
=2,8кДж/кгоС.

Расход тепла на нагревание древесины Q
нагрв секунду.

Секундный расход тепла подсчитывается для зимних и среднегодовых условий, кВт:
Qнагр.=<img width=«108» height=«69» src=«ref-1_1557161477-663.coolpic» v:shapes="_x0000_i1041">, (2.32)
где фнагр — продолжительность нагревания древесины, ч; ориентировочно принимают для пиломатериалов мягких хвойных пород на каждый сантиметр толщины 1ч, а зимой 2ч.




Для зимних:


Q
нагр=<img width=«203» height=«54» src=«ref-1_1557162140-1181.coolpic» v:shapes="_x0000_i1042">,
Для среднегодовых:


Q
нагр=<img width=«190» height=«51» src=«ref-1_1557163321-1040.coolpic» v:shapes="_x0000_i1043">.
Удельный расход тепла q
нагрна нагревание древесины, приведенный к <metricconverter productid=«1 кг» w:st=«on»>1 кг. испаряемой влаги, кДж/кг.исп.влаги:

Для зимних условий:


q
нагр=<img width=«339» height=«59» src=«ref-1_1557164361-1279.coolpic» v:shapes="_x0000_i1044"> (2.33)
Для среднегодовых:


q
нагр
=<img width=«347» height=«60» src=«ref-1_1557165640-1231.coolpic» v:shapes="_x0000_i1045">
Расход тепла на испарение влаги.

При сушке в паровоздушной среде удельный расход тепла на испарение влаги, кДж/кг


q
исп=1000<img width=«395» height=«50» src=«ref-1_1557166871-847.coolpic» v:shapes="_x0000_i1046">, (2.34)




гдеI
2
– теплосодержание отработавшего агента сушки, выходящего из штабеля, кДж/кг, I
2
=
I
1;

I
о– теплосодержание свежего воздуха при t
=20oC;

Св– удельная теплоемкость воды, Св=4,19 кДж/кг;

t
м– температура нагретой влаги в древесине, принимают равной температуре t
м первой ступени режима.

Общий расход тепла на испарение влаги Q
исп в секунду, кВт


Q
исп.
=
q
исп.Мр=2892,6.0,0065=18,8 кВт (2.35)
2.2.8 Расчет теплопотерь через ограждения камеры

Потери тепла в секунду через ограждения камеры Qогр.определяют по выражению:
Q
огр
=
F
огр .k
(
t
1
-
t
нар
), (2.36)
где F
огр
-площадь ограждения (подсчитывается отдельно для стен, перекрытия, дверей, пола), м2;

k
-коэффициент теплопередачи ограждения, Вт/м2 град.;

t
нар– температура вне сушильных камер.

Сушильные камеры будут находится в отапливаемом помещении, то t
нар=15оС.

Коэффициент теплопередачи для многослойных ограждений необходимо рассчитать по формуле, Вт/м3град:
k=<img width=«201» height=«63» src=«ref-1_1557167718-619.coolpic» v:shapes="_x0000_i1047">(2.37)
где бвн — коэффициент для внутренней поверхности ограждения, при сушке в паровоздушной среде бвн=25Вт/м2град;

в1, в2,…. в
n
– толщина слоев ограждения, м;

л1, л2 …. л
n— коэффициенты теплопроводности материалов, составляющие слои ограждений, Вт/м2град., (табл.12 [5]);

лн– коэффициент теплопроводности для наружной поверхности ограждений, Вт/м2град., выходящих в отапливаемые помещения, лн=9Вт/м2град.

Коэффициент теплопередачи пола k
полпринимают равным 0,5kнаружной стены.

k
пол
=0,5
k
нар.ст
(2.38)

За охлаждающую поверхность пола принимают полосу шириной <metricconverter productid=«1 м» w:st=«on»>1 м вдоль наружной стены.

Для того чтобы исключить возможную конденсацию пара на внутренних поверхностях ограждений (пола, дверей, стен), когр должен удовлетворять условию:

когр£0.6 Вт/(м2хград).
Таблица 2.5 — Расчет площади поверхности ограждений сушильной камеры



где L
– длина боковой стены, м (8,3);

H
,
B– соответственно высота и ширина камеры, м(2,2; 2,8);

h
,
b– соответственно высота и ширина двери, м (2,2; 2,0).

Удельный расход тепла на потери через ограждения камеры, кДж/кг.исп.влаги:

g
огр
= ∑
Q
огр
/Мс=3,22/0,004=805,0 кДж/кг.исп.влаги (2.39)

Суммарный удельный расход тепла на сушку древесины.

Подсчитывают для среднегодовых условий:
g
суш.
=(
g
нагр.+
g
исп.
+
g
огр.
)с1, (2.40)
где с1– коэффициент, учитывающий неизбежные потери на нагревание ограждений и конструкций камеры, транспортных средств; утечку через не плотности и вынос тепла штабелем после его сушки и др., с1=1.3.

g
суш
=(525,39+2892,6+805,0)1,3=5489,9кДж/кг.исп.влаги
2.2.9 Выбор типа и расчет теплоотдающей площади калорифера

Подбор типа калорифера.

В качестве источника тепла в лесосушильной камере ИУ-1гв использованы биметаллические водяные калориферы.

Тепловая мощность калорифера.

Тепловую мощность калорифера рассчитывают по максимальному расходу тепла в период сушки в зимних условиях по формуле:


Q
к
=(
Q
исп
+
å
Q
огр
)с2, (2.41)
где Q
исп
– расход тепла на испарение влаги, кВт;

å
Q
огр– теплопотери через ограждения камеры в зимних условиях, кВт;

с2– коэффициент запаса на неучтенный расход, на возможное ухудшение теплоотдачи калорифера в процессе эксплуатации по причине, например, загрязнения, с2=1.1 – 1.3

Q
к=(18,8 + 3,22)х1,2=26,4кВт

Расчет поверхности нагрева калорифера.

F
к
=1000
Q
к
с3/кк(
t
т
–
t
с
)= 1000.26,4.1,2/21,35(84-61)=64,5 м2, (2.42)

где кк – коэффициент теплопередачи калорифера, Вт/(м2х0С);

t
т– температура теплоносителя, (84 0С);

t
с – температура нагреваемой среды в камере, (610С);

с3 – коэффициент запаса (с3 = 1.2).

Живое сечение калорифера:


F
ж.сеч.кал.
=
f
ж.сеч.кал.
n
к= 2,5х1 = <metricconverter productid=«2,5 м2» w:st=«on»>2,5 м2, (2.43)
где f
ж.сеч.кал
– живое сечение для прохода агента сушки одного калорифера, м2

n
к
– количество калориферов в одном ряду, перпендикулярном потоку агента сушки.

Скорость агента сушки через калорифер:


v
к
=
V
ц
/
F
ж.сеч.кал=11,7 /2,5 = 4,68 м/с. (2.44)
Коэффициент теплопередачи калорифера:

k
= 10,2
.

v
к
0,48= 21,39 Вт/(м2х0С). (2.45)

Количество калориферов из биметаллических труб на одну сушильную камеру:


nk
=
Fk
/
¦
k
, (2.46)
где ¦
k
–площадь нагрева одного биметаллического водяного калорифера данной марки.

nk=64,5/136,02=0,5

Принимаем 1 биметаллический водяной калорифер КСк3-12 .




    продолжение
--PAGE_BREAK--