Реконструкция установки для сушки древесины (стр. 2 из 5)

t_с.ф = t_с – (t_п + t_{кон.ВТО}) = 121,5 – (3,75 + 2) = 115,75ч, (2.13)

где t_с – продолжительность сушки расчетного материала, ч;

t_п – продолжительность начального прогрева материала, ч, (по 1,5 часа на каждый сантиметр толщины, т.е. 3,75 ч.);

t_{кон.ВТО} – продолжительность конечной влаготеплообработки (ВТО), ч, (2часа).

Расчетная масса испаряемой влаги, кг/с

М_р=М_с. ч, (2.14)

где ч – коэффициент неравномерной скорости сушки.

Коэффициент неравномерной скорости сушки рекомендуется прини- мать для камер периодического действия при сушке воздухом при Wк=<12%.

М_р=0,005.1,3=0,0065 кг/с.

2.2.2 Выбор режима сушки

Режимы сушки выбираются в зависимости от породы, толщины и назначения расчетного пиломатериала, требований, предъявленных к качеству сухой древесины.

Выбираем II категорию качества – для пиломатериалов и заготовок в столярно-мебельном производстве.

Выбираем низкотемпературный режим 2 – М (по ГОСТ 19773-84).

Таблица 2.4 - Параметры сушильного агента

Влажность древесины, %	t,0C	Dt,0C	j
>35	57	5	0,77
35-25	61	9	0,62
<20	77	25	0,29

2.2.3 Определение параметров агента сушки на входе в штабель

При сушке влажным воздухом расчетную температуру t₁ и степень насыщения ц₁ агента сушки, входящего в штабель, назначают по средней ступени режимов, где t₁= t_с (t_с – температура «сухого» термометра второй ступени режима) и ц₁= ц._.

Влагосодержание d₁, теплосодержание I₁, плотность с₁ и приведенный удельный объем Vпр₁ определяют по Id-диаграмме.

t₁=61 ⁰С; j₁=0,62;

d₁=99 г/кг;

V_пр1=1,12 м³/кг;

I₁=320 кДж/кг;

r₁=0,985 кг/м³ .

2.2.4 Определение объема и массы циркулирующего агента сушки

Определение объема циркулирующего агента сушки за одну секунду, м³/с:

V_c=V_шт.F_{ж.сеч.шт}=2,0.5,85=11,7 м³/с, (2.15)

где V_шт– расчетная скорость циркуляции по штабелю, м/с;

F_{ж.сеч.шт} – живое сечение штабеля, м².

F_{ж.сеч.шт}= n₁.l_шт.h_шт (1-в_в)=1.6,5.1,8(1-0,5)=5,85 м², (2.16)

где n₁- количество штабелей в плоскости, перпендикулярной потоку агента сушки, идущему в одном направлении;

l_шт – длина штабеля, м;

h_шт - высота штабеля, м;

в_в – коэффициент заполнения штабеля по высоте, определяют из соотношения:

в_в=

(2.17)

где S- толщина расчетного пиломатериала, мм.

Масса циркулирующего агента сушки m_ц на 1 кг. испаряемой влаги.

При сушке влажным воздухом, кг/кг исп. влаги:

(2.18)

где V₁– приведенный удельный объем влажного воздуха, определяемый по Id- диаграмме, м³/кг.

2.2.5 Определение параметров агента сушки на выходе из штабеля

Параметры отработавшего агента сушки (влажного воздуха) на выходе из штабеля.

Для расчетов процесса сушки необходимо знать не только параметры входящего в штабель сушильного агента, но и параметры его на выходе из штабеля: t₂, ц₂, d₂, I₂, с₂, V₂.

При сушке воздухом влагосодержание, г/кг,

(2.19)

Параметры t₂, ц₂определяют после построения процесса сушки на Id-диаграмме.

При теоретическом построении процесса испарения влаги теплосодержание воздуха I₂ на выходе из штабеля принимают равным теплосодержанию I₁ воздуха, входящего в штабель, т.е. I₂=I₁.

Приведенный удельный объем V₂ и плотность с₂выходящего из штабеля отработавшего агента сушки принимают равными объему V₁ и плотности с₁ входящего в штабель агента сушки, т.е. V₂=V₁, с₂= с_1.

I₁ = I₂ = 320 кДж/кг;

V₂=V₁=1,12 м³/кг;

с₂= с₁=0,985 кг/м³ .

t₂ = 59 ⁰C; j₁=0,7;

Уточнение объема и массы циркулирующего агента сушки:

m_ц = 1000/(d₂ – d₁) = 1000/(99,5 – 99) = 2000,0 кг/кг. исп.влаги; (2.20)

V_ц = m_цM_рV_пр1 = 1607,14х0,0065х1,12= 11,7 м³/с; (2.20)

G_ц = m_цM_р = 1607,14х0,0065 = 10,45 кг/с. (2.21)

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

Масса свежего воздуха и отработавшего агента сушки на 1 кг испаряемой влаги, кг/кг. исп. влаги:

m_o=

(2.22)

где d_o – влагосодержание свежего приточного воздуха, поступающего в камеру, г/кг.

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

Объем свежего воздуха, поступившего в камеру, м³/с:

V_o=M_p .m_o.V_o.пр=0,0065.11,43.0,87=0,065 м³/с (2.23)

где V_o.пр – приведенный удельный объем свежего воздуха. При температуре t_o=20^oC, V_o=0,87 м³/кг.

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

V_отр.=М_р.m_oV₂=0,0065.11,43.1,12=0,08 м³/с (2.24)

где V₂– 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 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.1м³.

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.1м³=с(С_(-)(-t_оз)+С₍₊₎t_кам.)+с_усл.

. (2.27)

_нагр.1м³=650(2,1*31+2,8*62)+400

=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];

с_усл- 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 5^оС 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.(-)=

(2.28)

тогда C_(-)=2,1 кДж/кг^оС,

t_ср.(+)=

(2.29)

тогда C₍₊₎=2,8 кДж/кг^оС,

Для среднегодовых условий, когда t_с.г.>0 ^оС, расход тепла Q_нагр.1м³ определяется по формуле:

Q_нагр.1м³=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=

, (2.31)