Referat.me
/ / Расчет работы сушильной камеры периодического действия типа УЛ 2

Название: Расчет работы сушильной камеры периодического действия типа УЛ 2

Вид работы: реферат

Рубрика: Промышленность и производство

Размер файла: 100.44 Kb

Скачать файл: referat.me-304067.docx

Краткое описание работы: Министерство образования Кыргызской Республики. Бишкекский архитектурно-строительный техникум. Специальность: "Технология деревообработки"

Расчет работы сушильной камеры периодического действия типа УЛ 2

Министерство образования Кыргызской Республики.

Бишкекский архитектурно-строительный техникум.

Специальность: "Технология деревообработки"

По предмету: "Сушка и защита древесины"

Тема: Расчет работы сушильной камеры периодического

действия типа УЛ – 2

Выполнил: Крысанов А.Н. гр. 614

Проверил: Сидорина А.А.

Бишкек 2008г.

Место строительства сушильной камеры – город Алматы

Назначение высушиваемого пиломатериала - мебель

Теплоноситель пар: давлением 0,45 МПа

Спецификация и количество высушиваемых пиломатериалов в год

Порода

Размеры мм.

Вид материала

Влажность

Кол-во материала в год

Д

Ш

Т

W н.%

W к.%

Сосна

6500

160

40

Обрезная

50

8

1500

Кедр

6500

280

50

Обрезной

70

8

1700

Кедр

6500

180

32

Обрезной

60

8

1200

Орех

6500

200

40

Обрезной

50

8

1000

Дуб

6500

160

32

Обрезной

60

8

1100

I. Технологический расчет

В камерах периодического действия при низкотемпературном процессе общая продолжительность сушки, включая начальный прогрев и ВТО, находиться по формуле:

τ = τисх . ·Ар ·Ац ·Аw ·Ак ·Ад

τисх – исходная продолжительность сушки пиломатериалов заданной породы, толщины, ширины (Таблица 1)

Таблица 1. Исходная продолжительность сушки τисх пиломатериалов, ч, при низкотемпературном процессе.

Толщина пиломатериалов S1 , мм

Ширина пиломатериалов S2 , мм

40 …50

60…70

80…100

110…130

140…180

более 180

Сосна, ель, пихта, кедр

32

59

63

68

72

73

73

40

71

79

84

86

88

88

50

-

93

99

100

104

105

Дуб, орех, граб

32

146

173

193

206

214

221

40

183

234

269

293

307

321

Ар – коэффициент, учитывающий жесткость применяемого режима сушки: для мягких режимов Ар = 1.70, нормальных - 1.0, форсированных – 0.8.

Ац – коэффициент, учитывающий характер и интенсивность циркуляции воздуха в камере. Определяется по таблице 2

Таблица 2.Значение коэффициента Ац для камер с реверсивной циркуляцией

τисх * Ар

Скорость циркуляции w мат. м/с

0.2

0.5

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

20

3.14

1.80

0.78

0.63

0.54

0.49

0.46

40

2.4

1.65

0.81

0.67

0.59

0.54

0.52

60

2.03

1.58

0.84

0.71

0.64

0.60

0.58

80

1.76

1.42

0.85

0.76

0.72

0.68

0.67

100

1.56

1.32

0.88

0.81

0.79

0.78

0.77

140

1.31

1.15

0.92

0.91

0.90

0.89

0.88

180

1.15

1.10

0.96

0.95

0.94

0.93

0.92

220

1.08

1.05

0.99

0.98

0.97

0.96

0.95

Ак – коэффициент, учитывающий категорию качества сушки пиломатериалов: I категория – 1,2 ; II категория – 1,15 ; III категория – 1,05

Ад – коэффициент, учитывающий длину пиломатериала:

для досок =1

А w - коэффициент, учитывающий начальную Wн. и конечную Wк. влажность древесины. Определяется по таблице 3.

Таблица 3. Значение коэффициента А w

Начальная влажность W н.%

Конечная влажность W к.%

12

10

8

70

1.10

1.21

1.35

60

1.00

1.11

1.25

50

0.89

1.00

1.14

τсуш/час - продолжительность сушки фактического пиломатериала в часах.

τсуш/сут. - продолжительность сушки фактического пиломатериала в сутках.

τоб.усл.год - продолжительность сушки условного пиломатериала.

τсуш/час = τисх. ·Ар ·Ак ·Ац ·Аw ·Ад

τсуш/сут = τ исх .·А р ·А ц ·А w ·А к ·А д

24

τоб.усл.год = τсуш/сут + 0,1

0,1 - время на загрузку и выгрузку штабеля

I.1 Расчет продолжительности сушки

Порода

Размеры

W Н %

W

К %

Коэффициенты

τ суш/ час

τсуш

/сут

τ об.ус .

/год

Т

Ш

Д

τ исх.

Ар

Ак

Ац

А w

Ад

Сосна

40

160

6500

50

8

88

1

1.15

0.74

1.14

1

85.4

3.5

3.6

Кедр

50

280

6500

70

8

105

1

1.15

0.81

1.35

1

132

5.5

5.6

Кедр

32

180

6500

60

8

73

1

1.15

0.68

1.25

1

71.4

2.9

3

Орех

40

200

6500

50

8

321

1

1.15

0.97

1.14

1

408

17

17.1

Дуб

32

160

6500

60

8

214

1

1.15

0.96

1.25

1

295

12.3

12.4

----------------------------------------------------------------------------------------------------------

τсуш/час (сосна) = 88·1·1,15 · 0,74 · 1,14 · 1 = 85,4ч.

τсуш/сут(сосна) = 88·1·1,15·0,74·1,14·1 = 3,5сут.

24

τоб.усл.год (сосна) = 3,5+0,1=3,6сут.

-----------------------------------------------------------------------------------------------

τсуш/час (кедра) = 105·1·1,15·0,81·1,35·1 = 132ч.

τсуш/сут (кедра) = 105·1·1,15·0,81·1,35·1 = 5,5сут.

24

τоб.усл.год (кедра) = 5,5+0,1=5,6сут

-----------------------------------------------------------------------------------------------

τсуш/час (кедра) = 73·1·1,15·0,68·1,25·1 = 71,4ч

τсуш/сут (кедра) = 73·1·1,15·0,68·1,25·1 = 2,9сут.

24

τоб.усл.год (кедра) = 2,9+0,1=3сут.

-----------------------------------------------------------------------------------------------

τсуш/час (ореха) = 321·1·1,15·0,97·1,14·1 = 408ч.

τсуш/сут (ореха) = 321·1·1,15·0,97·1,14·1 = 17сут.

24

τоб.усл.год (ореха) = 17+0,1=17,1сут.

-----------------------------------------------------------------------------------------------

τсуш/час (дуба) = 214·1·1,15·0,96·1,25·1 = 295ч.

τсуш/сут (дуба) = 214·1·1,15·0,96·1,25·1 / 24 = 12,3сут

τоб.усл.год (дуба) = 12,3+0,1=12,4сут.

--------------------------------------------------------------------------------------------

Сводка пересчета в условный материал

Вид материала

Порода

Толщина

Заданное кол-во материала в год Ф(м3 /год)

Продолжит.

оборота камеры сут. τоб. Ф

Объемный

коэфф. заполнения

штабеля βоб. Ф

Объем в условном мат-ле У(м3 /год)

1

2

3

4

5

6

7

Обрезная

Сосна

40

1500

3,6

0,438

1500

Обрезной

Кедр

50

1700

5,6

0,474

2500

Обрезной

Кедр

32

1200

3

0,399

1114

Обрезной

Орех

40

1000

17,1

0,438

4687

Обрезной

Дуб

32

1100

11,9

0,399

4086

Итого м3 /год

6500

13887

3,6

0,438

- условный материал

τ об. ф · β об.ус

Пересчет в условный материал производится по формуле:

Т.к продолжительность сушки условного материала 3,5 суток, то за условный материал выберем сосну толщиной 40мм с τ об . ус = 3,6 и β об.ус = 0,438

Ф – фактическое количество подлежащего сушке материала данного размера и породы м3 /год (или фактически высушенное за какой-то период)

τ об. ф – продолжительность (в сутках) оборота камеры для фактического материала.

τ об. ус. - продолжительность (в сутках) оборота камеры для условного материала.

βоб.ус ; βоб.ф – объемные коэффициенты заполнения штабелей соответственно для условного и фактического материалов. Определяются по таблице 4.


У кедра = 1700

1700

3,6 · 0,474

1,7

3 · 0,438

У кедра = 1700

1200

3,6 · 0,399

= 1200

1,4


У дуба = 1700

= 4243 м3 /год

5,4

1100

12,4 · 0,438

= 1100

1,4

3,6 · 0,399

∑У = Усосны + Укедра + Укедра + Уореха + Удуба

∑У = 1500+2500+1114+4687+4243=14044м3 /год

Таблица 4.Нормативные значения объемного коэффициента заполнения штабеля

Номинальная толщина пиломатериалов S 1, мм

Способ укладки

без шпаций

обрезные

необрезные

Толщина прокладок S пр, мм

22

25

32

22

25

32

0,422

0,399

0,356

0,281

0,266

40

0,459

0,438

0,395

0,306

0,292

50

0,494

0,474

0,434

0,329

0,316

Габаритный объем штабелей (м3 ), находят по формуле:

Г = L шт. · B шт. · H шт. · m шт. , м3

Г – габаритный объем

L шт. – длина штабеля – 6,5м

B шт. – ширина штабеля – 1,8м

H шт. – высота штабеля – 2,6м

m шт. – число штабелей в камере – УЛ-2 – 2камеры

Г= 6,5 · 1,8 · 2,6 · 2 = 60,8м3

При проектировании сушильных камер для определения годовой производительности камеры можно использовать для всех типов камер универсальную формулу:

τ об.усл.год

У 1кам. = Г · βоб.ус

335

Г – габаритный объем.

βоб.ус – коэффициент объемного заполнения штабеля.

335 – установленное расчетное число дней работы сушильных камер в год.

τ об. ус.год - продолжительность (в сутках) оборота камеры для условного материала в год.

= 2478 м3 /год

= 60,8 · 0,438

У 1кам.

335

3,6

Потребное количество камер определяется по формуле:

∑У


У1кам.

mкам. =

∑ У – годовое количество всех пиломатериалов подлежащих сушке м3 / год

У1 – производительность одной камеры м3 / год условного материала.


2478
mкам =

II. Тепловой расчет

II.1. Выбор расчетного материала и режима сушки для него, продолжительность собственно сушки расчетного материала

Наиболее быстросохнущим материалом в заданной спецификации.

Кедр размером 32X180Х6500 обрезной – продолжительность сушки 3сут.

В дальнейшем весь тепловой расчет ведется по быстросохнущему материалу

Выбираем режим сушки для быстросохнущего материала

Для сушки используют нормальный режим №4

Параметры режима:

Средняя влажность древесины %

Параметры режима (t, Δt,ºС, φ )

t

Δt

φ

Iступень > 35%

75

5

0.80

IIступень 35-25

80

10

0.64

IIIступень < 25

100

30

0.29

Продолжительность собственно сушки расчетного материала определяется по формуле:

τ соб. суш . = 0,8 · τсуш

τсоб. суш. = 0,8 · 3=2,4суток

2,4 · 24 = 57,6 часов

В дальнейшем все расчеты ведутся исходя из значения τ соб. суш . и по параметрам II ступени режима сушки.

II.2. Определение количества испаряемой влаги

60 - 8

[кг/м3 ]

W н. – W к.

Количество влаги испаряемой влаги испаряемой в процессе сушки из 1м3 др-ны производится по формуле:

100

100

М1м 3 = ρусл . М1м 3 = 360 кг/м3

[кг/м3 ]
= 360·0,52 = 187,2

ρкедра = 360 кг/м3

[кг/об. кам.]
Количество влаги испаряемой влаги испаряемой из древесины за 1 оборот камеры производится по формуле:

М1об. кам . = Е·М1м 3

Е – емкость камеры.

Е = Г · βоб.ус = (2,6·1,8·6,5·2) · 0,399 = 24,28м3

[кг/об. кам.]

М1об. кам = 24,28 · 187,2 = 4545

М1об. кам

Рассчитываем среднее количество влаги испаряемой из древесины в час:

τ соб. суш.

Мср. час. =

4545

57,6
Мср. час. = = 79 кг/час

Расчетное количество испаряемой влаги в час

Мрасчет.. = Мср. час. · Х кг/час

Х – коэффициент учитывающий равномерность просыхания материала по всему объему

При W материала = 12% Х = 1,2

При W материала = 8...10% Х = 1,3

Мрасчет. = 79·1,3 = 102,1 кг/час

II.3. Определение часового количества циркуляции воздуха в камере

Расчетно-режимные параметры воздуха определяют по 2-й ступени режима по Id диаграмме.

По Id диаграмме находим: I, d, ρ, V

t = 80ºС I = 191 ккал/кг

φ = 0,64 d = 275 г/кг

ρ = 0,87 кг/м3

V = 1,47 м3 /кг

Циркуляция воздуха в камере реверсивного действия.

Для расчета скорости циркуляции сушильного агента по материалу принимается:

wмат. = 3...4 м/с

Рассчитываем площадь живого сечения штабелей плоскости перпендикулярной движению воздуха :

Fжив. сеч.шт. = h · l · n (1-βвыс. ) м2

где βвыс . - коэффициент укладки штабеля по высоте

S

2,5 + 1,08 · S
βвыс . =

S – толщина расчктного материала в мм.

32

32

59,56

2,5 + 1,08 · 32
βвыс . = = = 0,54

Fжив. сеч.шт. = 33,8·(1-0,54) = 33,8 · 0,46 = 15,5м2

Расчет объема циркулирующего воздуха внутри камеры, производится по формуле:

V ц. = F жив. сеч.шт · w шт. · 3600м3 /ч. Vц. = 15,5 · 3 · 3600 = 167400м3 /ч.

Масса циркуляции воздуха рассчитывается по формуле:

G ц. = V ц. · ρ = кг/ч Gц. = 167400 · 0,87 = 145,638 кг/ч.

Количество влаги испаряемой 1кг. циркуляции воздуха в камере при проходе через штабель:

Мрасчет. * 1000


Gц.

Δd = d2 -d1 = [г/кг]

102,7 ·1000

145,638
Δd = d2 -d1 = = 1г/кг.

Определяем температурный период воздуха, при переходе его через штабель:

Δd

0,4 + 0,00074 ·d1

Δt = t1 -t2 =

1

1

0,6035

0,4 + 0,00074 · 275
Δt = t1 -t2 = = = 1,65ºC

Зная значения t1 , d1 и d2 находим значения φ2 по Id диаграмме:

t2 = t1 - Δt t2 = 80 – 1,65 = 78,35ºC

φ = 0,7

II.4. Расчет часового количества отработанного и свежего воздуха

Объем отработанного воздуха определяем по формуле:

Vотр. = g0 · Мрасчет. · V2 ; V2 = V1 ;

Расчет количества воздуха для удаления влаги из древесины рассчитываем по формуле:

1000

1000


277 - 12

d2 -d0

g0 = ; g0 = = 3,77 [ кг/кг ]

d0 – влагосодержание, принимается равным 12 г/кг.

Vотр. = 3,77 · 102,7 · 1,47 = 569 [ кг/м3 ]

Объем свежего воздуха, подаваемого вентилятором в камеру рассчитываем по формуле:

Vсв.в. = g0 · Мрасчет. · V0 ; [ кг/м3 ]

V0 – объем свежего воздуха м3 /кг для приточного воздуха t = 20ºC, принимаем V0 = 0,87

Vсв.в. = 3,77 · 102,7 · 0,87 = 337 ; [ кг/м3 ]

II.5. Определение расхода тепла на сушку древесины.

Расход тепла определяют в 2-х вариантах:

а) Для зимних условий по формуле:

Qнач.зим. = ρусл. [0,53 · (tкам. – t0 зим. ) + W нач. – 15 · ( 0,5 · ( - t0 зим. ) + 80 + tкам. ) ]

100

tкам. - температура воздуха внутри камеры по II ступени режима

t0 зим. - принимается по климатологической таблице.

Для города Алматы t0 зим. = - 24ºC

t0 ср.год. = + 7,3ºC

100
Qнагр.зим. = 360 · [0,53 · (80 + 24 ) + 60 – 15 · ( 0,5 · ( 24) + 80 + 80 ) ] =

= 360 · [ 55,12 + 77,4 ] = 360 · 132,56 = 47707 ккал/м3

б) Расход тепла на сушку древесины для среднегодовых условий ведем по формуле:

100
Qнагр.ср.зим. = ρусл. (0,38 + W нач. ) · (tкам. - t0 ср.год. ) =

= 360 · ( 0,38 + 0,6 ) · ( 80 - 7,3 ) = 360 · 71,246 = 25648 ккал/м3

Определяем расход тепла на нагрев 1 кг испаряемой влаги в 2-х вариантах:

47707 ккал/м3

Qнагрев.зим.

а) Зимой

187,2 кг/м3

М1 м3

gнагрев.зим = ; gнагрев.зим. = = 255,8 ккал/кг.

б) Среднегодовой

Qнагрев.ср.год.

25648 ккал/м3


187,2 кг/м3

М1 м3

gнагрев.ср.год. = ; gнагрев.ср.год. = = 137 ккал/кг

II.6. Расчет теплопотерь через ограждение камеры:

Камера УЛ-2 представляет собой металлическую камеру, собираемую из двух боковых, двух торцевых панелей и верхней секции. Панели 3-х слойные из холодно-гнутых профилей и из полужестких минераловатых утеплителей, с внутренней стороны панели обшиваются алюминиевыми листами или листом из нержавеющей стали. Снаружи камера обшита гофрированным алюминием.


Алюминий

Строительное железо Стекловата 1 120 мм пенобетон

Пенобетон

50 мм стекловата


7 мм алюминий


8 мм строительное

железо


Гофрированный алюминий

Расчет теплопотерь через ограждения камеры производится по формуле в 2-х вариантах:

а) Для зимних условий:

Q огр. зим. = F · k ( t кам. - (- t зим. ) ) [ккал/кг] ;

б) Для среднегодовых условий:

Q огр. ср.год. = F · k ( t кам. - (- t 0ср.год ) ) [ккал/кг] ;

F - площадь ограждения камеры

k - коэффициент теплопередачи

tкам. - температура внутри камеры

Для многослойных ограждений камеры рассчитывается по формуле:


£в. - коэффициент теплопередачи от окружающей среды к внутренней поверхности ограждения.

£в. = 22...25ккал/м2 · ч · ºC

£н. - коэффициент теплопередачи от наружной поверхности ограждения сушильной камеры к окружающей среде.

G 1 , G 2 , G 3 , Gn - это толщина отдельных слоев ограждения в м.

λ1 , λ2 , λ3 , λ n - это коэффициент теплопроводности материала, принимается согласно справочных данных (Справочник по сушке древесины Е.С. Богданов )

Материал

λ ккал/м2 · ч · ºC

Железобетон

Пенобетон

Кирпич

Рубероид

Минеральная вата

Алюминий

Сталь строительная

Асбестоцементные плиты

1,4

0,34

0,7

0,15

0,06

240

58

0,13

Засыпка

Песок

0,5

Шлак топливный

0,25

1

+

+

+

+

+

1 0,1 0,014 0,018 0,05 1

22 0,13 240 58 0,06 10
= 0,6

1

kстены =


+

+

1 0,120 0,014 0,018 0,05 1

22 0,13 240 58 0,06 10
= 0,6

+

+

+

1

kдвери =


+

+

1 0,012 0,020 0,01 1

22 240 50 0,06 10

+

+
= 0,8

kпола - принимается 0,5 стены

kпола = 0,5 · 0,6 = 0,3 ккал/м2 · ч · ºC

Расчет теплопотерь ведется по таблице для зимних и для среднегодовых условий:

Ограждения

F м2

Коэфф. теплопередачи k · ккал/м2 ·ч·ºC

t0

t1 -t0

Qогр. = F · k ( t кам. - t )

Зим. расчет

Среднегод.

расчет

Зим.

условия

Среднегод.

условия

Зим.

условия

Среднегод.

условия

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Бок наруж. 14,42 х 4,9

70,65

0,6

-24

+7,3

104

72,7

4408

3082

Торцевая

4,9 х 4,52

22,148

0,6

-24

+7,3

104

72,7

1382

966

Перед. торц. за вычет двери.

16,5

0,6

-24

+7,3

104

72,7

1030

720

Двери 2 х 2,8

5,6

0,8

-24

+7,3

104

72,7

466

326

Потолок

4,1 х 14,42

59,1

0,6

-24

+7,3

104

72,7

3688

2578

Пол

(14,42х 4,1)х2

37,04

0,3

-24

+7,3

104

72,7

116

808

Итого Q огр. ккал/ч

12133

8480

С учетом 10% по ОСТ

13346

9328

С учетом коэффициента запаса С=2

26693

18656

Qогр.ср.год

Qогр.зим

II.7. Удельный расход тепла на 1 кг испаряемой влаги рассчитывается по формуле

[ ккал/кг ]

Мср.час .

Мср.час .

[ ккал/кг ] ;

26693

Расход тепла на испарение рассчитываем по формуле:

· 1000 - t мат. [ ккал/кг ]

I2 - I0

d2 - d0 .

I2 = I1

I0 - теплосодержание свежего приточного воздуха температурой t = 20ºC, подаваемого вентилятором из коридора управления.

I0 = 12 ккал/кг

tмат . - определяется по Id диаграмме ; tмат. = tм. - tм. = 69ºC

d0 - для свежего приточного воздуха при t = 20ºC,

d0 = 12г/кг


Суммарный расход тепла на сушку 1кг испаряемой влаги определяем в 2-х вариантах:

а) Зимой

С1 - коэффициент запаса принимаем равным 1,2

б) Среднегодовой расчет

II.8. Выбор конструкции и определение нагрева поверхности калорифера.

В камере типа УЛ-2 установлены пластинчатые калориферы. Для камер периодического действия часовой расход тепла, который должен быть покрыт калорифером, рассчитываем по формуле:

Q = ( Qисп. - Qогр.зим. ) · С2

Qисп. - определяем по формуле:

Qисп. = qисп. · Мрасч. [ ккал/кг ]

С2 = 1,3

Qисп. = 606 · 102,7 = 62236 [ ккал/кг ]

Q = (62236 +26693) · 1,3 = 115608[ ккал/кг ]

Площадь нагрева калориферов рассчитываем по формуле:

Q · C3


k · (t кам. - t п. )

F =

k - коэффициент теплопередачи калорифера

tп. - температура пара, при давлении пара 0,45МПа, t = 147ºC

C3 - коэффициент запаса принимаем равным 1,3

Для определения коэффициента k проводим предварительный расчет:

А) Укрупнено рассчитываем площадь нагрева калорифера

F= 6 · E

Где Е - емкость камеры F= 6 · 24,28 = 145,68

Б) Выбираем марку калорифера и его площадь нагрева по справочным данным (Справочник по сушке древесины Е.С.Богданов)

КФ - 12 ; F 1кал. = 88,8м2

ƒжив.сеч.кал. = 0,810 м2

В) Рассчитываем количество калориферов:

F 145,68

= 1,6калорифера

F1 кал . 88,8

nк. = =

Укрупнено берем 6 калориферов.

Г) Определяем суммарную площадь живого сечения калориферов

Σƒжив.сеч. = ƒжив.сеч. · n к. = м2

Σƒжив.сеч. = 0,810 · 6 =4,86м2

м/с

Σƒжив.сеч · 3600

V ц.

Д) Определяем действительную скорость воздуха при прохождении его через калориферы:

ωдейст. =

167400

4,86 · 3600
ωдейст. = = 9,5 м/с

Е) Определяем весовую скорость воздуха циркулирующего внутри камеры:

ω1 = ωдейст. · ρ1 = 9,5 · 0,87 = 8м/с

Ж) Определяем k по справочнику k = 21,2

З) Определяем площадь нагрева калорифера:

Q · С3

k · (t п. - t кам. )

F факт. =

150290

84719 · 1,3

21,2· (147 - 80 )

1420
Fфакт. = = ≈ 106

Окончательно в цех устанавливаем пластинчатые калориферы марки КФБ - 12 в количестве 6 штук.

II.9. Расчет расхода пара на сушку 1м3 древесины, на камеру в час и на сушильный цех.

qсуш.ср.год · М 1м3

Расход пара на 1м3 расчетного материала для среднегодовых условий рассчитываем по формуле:

500

Дсуш. 1 м 3 = [кг/м3 ]

1175 · 187,2

500
Дсуш. 1 м 3 = = 440 [кг/м3 ]

Расход пара в процессе сушки на камеру в час рассчитываем в 2-х вариантах:

(Qисп.час + Qогр.зим. ) · С2

А) Зимой

500

Дкам.суш. = [кг/ч]

(115606 + 26693 ) · 1,2

500
Дкам.суш. = = 342 [кг/ч]

Б) Среднегодовые условия

(Qисп.час + Qогр.ср.год ) · С2

500

Дкам.суш. = [кг/ч]

(115606 + 18656 ) · 1,2

500
Дкам.суш. = = 315 [кг/ч]

Расход пара на камеру в час в период нагрева определяем для зимних условий:


Qнагр.ч = [ккал/ч]

τнагрева - это продолжительность нагрева расчетного материала, принимаем из расчета 2ч на 1см толщины

τнагрева Кедра 32 · 2 = 6,4часа

47707 · 24,28

6,4
Qнагр.ч = = 180988 [ккал/ч]

Максимальный часовой расход пара, потребляемого цехом определяется для зимних условий по формуле:

Дцеха = m кам. прогрева · Дпрогрева + m кам. суш. · Дкам. суш.

mкам. прогрева - количество камер в которых одновременно осуществляется прогрев

Количество камер определяем 1/6 от общего нагрева камер.

180988 + 26693

Qнагр.ч. + Qогр.зим.

Дпрогрева - часовой расход пара на 1камеру в период прогрева, рассчитываем по формуле:

500

500

Дпрогрева = =

Дцеха = 1 · 415 + 5 · 342 = 415 + 1710 = 2125 [кг/ч]

Годовой расход пара на сушку всего заданного количества высушиваемых пиломатериалов рассчитывается по формуле:

Дсуш. 1 м 3 · Ф · С


1000

Дгод =

Ф - объем фактически высушиваемого материала

С - коэффициент длительности выбирается в зависимости от средней продолжительности сушки материала τср. факт.

τ1 · Ф1 + τ1 · Ф2 + τ1 · Ф3 + τ3 · Ф4 + τ5 · Ф5 + τ6 · Ф6

τср. факт. - рассчитываем по формуле:

ΣФ
τср. факт. =

6500

6500
τср. факт. = = =

= 7,5

Если τср. факт. = 7,5 , то С по справочнику Е.С.Богданова в зависимости от отношения

τср. факт. 7,5

τфакт.расчет. = 2,9 = 2,6

С = 1,3

440 · 6500 · 1,3

1000
Дгод = = 3718 [тонн/год]

III. Аэродинамический расчет


2 1 13

3 12


4

5 11


6 7 9 10

8

0,2 1,8

Т Т


III.1. Расчет площади участков

1)

П·Двен·м2

Сопротивление вентилятора

4
ƒуч.(1) =

Двен. = 1

3,14 · 1

4
ƒуч.(1) = = 0,8 м2

2) Прямой участок

ƒуч.(2) = 14,4 · 1,5 = 21,6 м2

3) Поворот под углом 135º

ƒуч.(3;12) = 0,5 · 14,4 = 7,2м2

4) Сопротивление калорифера

ƒуч.(4) = ƒжив.сеч.калориф. · nкалориф. = 4,9 · 6 = 29,4м2

5) Прямой участок

ƒуч.(5;11) = 0,25 · 14,4 = 3,6 м2

6) Поворот под углом 90º

Fжив.сеч.шт.

15,5

1 - 0,54

1 - βвыс.

ƒуч.(6;10) = = = 34м2

7) Внезапное сужение

ƒуч.(7) = Fжив.сеч.шт. = 15,5м2

8) Сопротивление штабеля

ƒуч.(8) = Fжив.сеч.шт. = 15,5м2

9) Внезапное расширение

ƒуч.(9) = Fжив.сеч.шт. = 15,5м2

Рассчитываем скорость сушильного агента на каждом участке по формуле :

V ц

3600 · ƒуч

W = м/с

Vц. - объем циркулирующего воздуха внутри камеры.

ƒуч - площадь участка

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

W1 = 167400 / 3600 · 0.8 = 58.2 / 6вен. = 9,7 м/с

W2 ;13 = 167400 / 3600 · 21,6 = 2,15 м/с

W3 ;12 = 167400 / 3600 · 7,2 = 6,46 м/с

W4 = 167400 / 3600 · 29,4 = 1,6 м/с

W5 ;11 = 167400 / 3600 · 3,6 = 13 м/с

W6 ;10 = 167400 / 3600 · 34 = 1,4 м/с

W7 ;8;9 = 167400 / 3600 · 15,5 = 3 м/с

№ участка

1

2;13

3;12

4

5;11

6;10

7

8

9

ƒучастка

0,8

21,6

7,2

29,4

3,6

34

15,5

15,5

15,5

W м/с

9,7

2,15

6,46

1,6

13

1,4

3

3

3

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Сопротивление воздуха на участках камеры:

Участок 1

Сопротивление при входе и выходе из кожуха вентилятора для камер с осевыми вентиляторами коэффициент трения воздуха принимаем ζ = 0,8

ρ · w 2 2

Сопротивление на этом участке определяем по формуле:

2q

h 1 = · ζ [кг/м2 ]

ρ - плотность воздуха = 0,87 кг/м3

w - скорость воздуха

2q - сила тяжести

h1 = 0,87 · 9,72 / 2 · 9,8 · 0,8 = 3,34 кг/м2

Участок 2 ; 13

Сопротивление на прямом участке определяем по формуле:

ρ · w 2

ζ тр · l · U

4 · ƒ

2q

h 2 ;13 = · · 2 [кг/м2 ]

ζ тр - для металлических каналов принимается = 0,016.

l - длина канала = 14,4м

U - периметр канала (14,4 + 1,8) · 2 = 32,4м2

ƒ - площадь участка = 21,6м2

h 2 ;13 = ((0,87 · 2,152 ) / 19,6) · ((0,016 · 14,4 · 32,4) / 86,4) · 2 = 0,18 [кг/м2 ]

Участок 3 ; 12

Сопротивление на повороте под углом 135º , определяем по формуле:

ρ · w 2 2


2q

h 1 = · 2ζ [кг/м2 ]

ζ 135 º - для поворота на 135º = 0,25

h 3;12 = ((0,87 · 6,462 ) / 19,6) · 2 · 0,25 = 0,9 [кг/м2 ]

Участок 4

Сопротивление калорифера принимается по справочным данным, в зависимости от весовой скорости:

w · ρ [ кг/м2 ]

1,6 · 0,87 = 1,4 [кг/м2 ]

Участок 5 ; 11

Сопротивление на прямом участке определяем по формуле:


4 · ƒ

2q

h 5;11 = · · 2 [кг/м2 ]

h 5;11 = ((0,87 · 132 ) / 19,6) · 2 · (0,016 ·14,4 ·(0,5 + 14,4) · 2) / (4 · 14,4) = 7[кг/м2 ]

Участок 6 ; 10

Сопротивление на повороте под углом 90º , определяем по формуле:

ρ · w 2 2


2q

h 1 = · 2·ζ [кг/м2 ]

Значение коэффициента ζ тр для поворота определяем по справочным данным - ζ тр для 90º = 1,1

h 6;10 = ((0,87 · 1,4 2 ) / 19,6) · 2 · 1,1 = 0,2 [кг/м2 ]

Участок 7

ρ · w 2 2

Сопротивление при внезапном сужении определяется по формуле:

2q

h 1 = · ζтр. [кг/м2 ]

Коэффициент трения при внезапном сужении определяется в зависимости от отношения ƒ / F по справочным данным

ƒ = 6,5 · 2,6 · 2 = 34м2

F = 14,4 · 2,9 = 42м2

ζтр. = 34/42 = 0,04

h 7 = ((0,87 · 3 2 ) / 19,6) · 0,04 = 0,02 [кг/м2 ]

Участок 8

Сопротивление штабеля

ρ · w 2 2


2q

h 1 = · ζтр. [кг/м2 ]

ζ тр - сопротивление штабеля определяется по графику в зависимости от скорости воздуха по штабелю

wштаб. = w · (1 - βвыс. ) = 3 · 0,46 = 1,38

ζ тр. = 20

h 7 = ((0,87 · 3 2 ) / 19,6) · 20 = 8 [кг/м2 ]

Участок 9

Сопротивление при внезапном расширении определяется по формуле:

ρ · w 2 2


2q

h 1 = · ζтр. [кг/м2 ]

Коэффициент трения при внезапном сужении определяется в зависимости от отношения ƒ / F по справочным данным

ƒ = 6,5 · 2,6 · 2 = 34м2

F = 14,4 · 2,9 = 42м2

ζтр. = 34/42 = 0,04

h 7 = ((0,87 · 3 2 ) / 19,6) · 0,04 = 0,02 [кг/м2 ]

Суммарное сопротивление по кольцу циркуляции воздуха в камере

h расч. = h1 + h2 ;13 + h3 ;12 + h4 + h5 ;11 + h6 ;10 + h 7 + h 8 + h 9

hрасч. = 3,3 + 0,18 + 0,9 + 1,4 + 7 + 0,2 + 0,02 + 8 + 0,02 = 21,02 [кг/м2 ]

III.2. Выбор вентилятора

Для выбора вентилятора имеются данные давления воздуха по характеристике.


h хар. = h расч. = 21,02 · (1,2/0,87) = 29 [кг/м2 ]

V ц.

n вен .

V ц. 1вен. = = 167400/6 = 27900 м3 /ч

V ц. 1вен.


3600

V 1вен. = = 27900/3600 = 7,75 м3 /с

Похожие работы