Реконструкция установки для сушки древесины (стр. 4 из 5)

Диаметр увлажнительных труб для установки форсунок, м.

d_увл = Ö1,27Р_к.пр /3600р_нVв, (2.54)

где Vв – скорость движения воды, принимаем 50 м/с.

d_увл=Ö1.27.282,8/3600.1,13.50 = 0,031м

Принимаем трубу 12,5х2.8 ГОСТ 3262 – 75

4. Аэродинамический расчет

4.1 Общая часть

Основными задачами аэродинамического расчета установок для сушки пиломатериалов являются: выбор типа, размеров и количества вентиляторов требуемой производительности, определение числа оборотов вентиляторов и необходимой мощности двигателей для их привода, а также количества потребляемой электроэнергии.

Выбор вентиляторов и их параметров производится по индивидуальным или обобщенным аэродинамическим характеристикам в соответствии с требуемой производительностью и напором, составленным для т.н. стандартного воздуха (t= 20^о С, ц = 0,50 и Р_б= 760 мм. рт. ст., с = 1,2 кг/м³).

Полный напор Н_в, развиваемый вентилятором, в общем случае должен быть равен сумме статического и динамического напоров:

Н _в= Н_ст + Н_д (4.1)

Статический напор Н_ст равен сумме сопротивлений всех последовательных участков ∆h_i на пути движения агента сушки в камере:

n

Н_ст=∑∆h_i, или (4.2)

i

nс_i щ_i² е_ilu

Н_ст=∑ ^________ ( ^_______ + ж_i), Па (4.3)

i 2 f

где на данном i-ом участке

с_i– плотность агента сушки, кг/м³;

щ_i– скорость агента сушки, м/с;

е_i– коэффициент трения о стенки газохода;

l – длина прямого газохода, м;

u- периметр поперечного сечения прямого газохода, м;

f – площадь «живого» сечения газохода, м²;

ж_i – коэффициент местного сопротивления.

Для расчета Н_стнеобходимо составить схему контура циркуляции агента сушки в камере, разбив его на характерные расчетные участки местных сопротивлений. Скорость движения воздуха на каждом участке определяется по общей формуле:

где f_ж.с - поперечное сечение канала, свободное для прохода агента сушки, м²;

V_с– объем циркулирующего агента сушки, м³/с.

Рис 4.1 Схема циркуляции агента сушки по камере ИУ‑1гв

Таблица 4.1 Участки циркуляции воздуха в камере

Номер участка	Наименование участка
1	Вентилятор
2, 4, 8, 10, 11	Поворот под углом 900
3, 9	Прямой канал
5	Вход в штабель (внезапное сужение)
6	Штабель
7	Выход из штабеля (внезапное расширение)
12	Калорифер

4.2 Определение скорости циркуляции агента сушки по каждому участку.

Для определения сопротивления каждого участка Дh_i необходимо знать скорость агента сушки щ_i на каждом участке. Поскольку объем циркулирующего агента сушки V_с, определенный в тепловом расчете, известен, то следует вначале определить «живые» сечения на каждом участке с тем, чтобы рассчитать далее скорость щ_i.

Участок 1. Вентиляторная перегородка:

f₁=((рD_в²)/4)n_в, м²,(4.5)

где D_в– диаметр вентилятора, м; принимается предварительно, либо по установленному в камерах;

n_в – число вентиляторов, работающих на рассчитываемый объем агента сушки. В нашем случае n_в= 1.

f₁=((3,14.1,9²)/4) .1=2,83 м²

Участки 2,4,8,10,11. Поворот под углом 90^о:

f₂= f₄=f₈=f₁₀=f₁₁=0,5Н=0,5.3=1,5м²

где Н – высота камеры, м.

Участок 3,9. Прямые газоходы:

Сопротивление на этих участках можно не считать, т.к. из-за их незначительной длины, сопротивление потоку ничтожно мало.

Участок 5. Внезапное сужение потока агента сушки (вход в штабель):

F_{ж.сеч.шт}=L_штH(1-в_выс), м², (4.6)

где L_шт – длина штабеля, м;

Н – высота штабеля, м;

в_выс – коэффициент заполнения штабеля по высоте, при толщине пиломатериала 25 мм и прокладок 25 мм он равен 0,5.

F_{ж.сеч.шт}=6,6∙2,6(1-0,5)=8,58 м²

f₅ =F_{ж.сеч.шт}=8,58м²

Участок 6. Штабель:

f₆= F_{ж.сеч.шт}=8,58м²

Участок 7. Внезапное расширение потока агента сушки (выход из штабеля):

f₇=Fж_.сеч.шт= 8,58м

Участок 12. Калорифер из биметаллических труб.

f₁₂= F_{ж.сеч.кал} =2,5 м²

4.4 Выбор вентилятора

Серийные вентиляторы подбираются по аэродинамическим характеристикам: индивидуальным, групповым и безразмерным. В нашем случае циркуляция агента сушки осуществляется низкочастотными центробежными вентиляторами с радиальными лопатками специального изготовления конструкции проф. Микита Э.А., ЛатНИИЛХП. Эти вентиляторы хорошо зарекомендовали себя при горизонтально‑поперечной циркуляции сушильного агента в камерах типа ИУ.

Выбираем вентилятор Ц9-57 №8 с диаметром вентилятора 2000 мм, числом оборотов n_в=900 об/мин, КПД=0,75.

4.5 Определение мощности и выбор электродвигателя

Мощность, потребляемая вентилятором, подсчитывается в зависимости от давления Н_в, Па и производительности V_в, м³/с

где з_в – КПД вентилятора по аэродинамической характеристике;

з_п – КПД передачи, равный 0,95 при клиноременной передаче.

V_в= V_с/n=19,734/1=19,734 м³/с

489 ∙19,734

Установленная мощность электродвигателя:

N_уст=kN_в=1,1.13,5=14,9кВт (4.8)

где k – коэффициент запаса мощности, k=1,1

Выбираем электродвигатель 4А160М6У3, мощностью 15 кВт, с числом оборотов – 1000 мин^-1.

4.6 Расчет приточно-вытяжных каналов

Площадь поперечного сечения приточного канала:

f_пр.к.=V₀/ щ_к, м², (4.9)

где V₀ – объем свежего воздуха, м³/с;

щ_к – скорость агента сушки, равная 2 м/с.

f_пр.к=0,089/2=0,0445 м²

Площадь поперечного сечения вытяжного канала:

f_выт.к.=V_отр/ щ_к, м²,

где V_отр – объем отработавшего воздуха.

f_выт.к=0,113/2=0,0565 м².

5. Описание технологического процесса

Технологический процесс сушки пиломатериалов в камерах периодического действия включает следующие этапы (операции):

1. Подготовка камеры к работе.

2. Формирование сушильного штабеля пиломатериалов.

3. Загрузка камеры (закатка штабеля или штабелей).

4. Прогрев камеры и проведение собственно сушки по заданному режиму.

5. Проведение влаготеплообработок.

6. Кондиционирование пиломатериалов (при необходимости).

7. Охлаждение материала и выкатка штабеля.

5.1 Подготовка камеры к работе

Подготовка камеры заключается в очистке ее от мусора и проверке исправного состояния оборудования.

Проверяют шибера воздухообменных каналов, они должны полностью перекрывать каналы. Дверь камеры должна обеспечивать герметичность. Проверяют работоспособность исполнительных механизмов, так же осмотру подлежит психрометр и вентиляторы.

Периодически проверяется состояние вентиляторного узла, приборов дистанционного контроля и автоматического регулирования температур и влажности.

5.2 Формирование сушильного штабеля пиломатериалов

Формирование сушильного штабеля осуществляется при помощи лифта‑подъёмника.

При формировании сушильного штабеля необходимо выполнить следующие основные требования:

- штабель должен быть полногабаритным, т. е. заданных размеров по длине, ширине и высоте (по высоте штабель должен быть максимально полногабаритным, во избежание паразитных потоков воздуха, протекающих мимо штабеля);

- необрезные доски укладываются в ряду комлями в разные стороны, попеременно наружными и внутренними пластями;

- широкие доски - по краям штабеля, узкие в середину;

- торцы штабеля должны быть выровнены;

- штабель формируется из пиломатериалов одной толщины и одной породы;

- доски низших сортов укладывать на верхние ряды штабеля;

- межрядовые прокладки – калиброванные, размером 25х40мм в ширину штабеля, из здоровой древесины хвойных пород, влажностью ≤ 18 %;

- расстояние между прокладками в ряду по длине штабеля (шаг) для мягких хвойных пород рекомендуется равным 20 кратной толщин доски (Ш = 20 Т);

- крайние прокладки – заподлицо с торцами штабеля;

Для загрузки штабеля в камеру используются подштабельные рельсовые тележки.

5.3 Загрузка камер

С участка формирования штабеля штабель транспортируется к камерам при помощи траверсной тележки: с лифта штабель перекатывается по рельсам на траверсную тележку, траверсная тележка перемещается до камеры которую предстоит загрузить и перекатывается с траверсной тележки по рельсам в камеру.

5.4 Прогрев камеры и проведение сушки

После подготовки камеры к работе и устранения выявленных неисправностей постепенно прогревают камеру, включают вентиляторы.

Первая технологическая операция после загрузки камеры – начальная влаготеплообработка (прогрев) древесины. Для создания необходимой температурно-влажностной среды в камеру подают теплоноситель, по необходимости открывают вентиль увлажнительной трубы. Воздухообменные каналы камеры в это время закрыты. Продолжительность прогрева хвойных п/м в пределах 1,5 – 2,0 часа на каждый см толщины доски.

5.5 Режимные параметры сушки

После прогрева задаются режимные параметры сушки путем снижения температуры по сухому и увеличению разницы между сухим и смоченным термометрам. Для этого нужно перекрыть вентили подачи на увлажнительную трубу и приоткрыть заслонки воздухообменных каналов, чтобы выбросить из камеры часть влажного воздуха и подать в камеру свежий воздух. Эту операцию продолжать до установления нужных значений (показателей) сухого и смоченного термометров согласно режиму сушки.