Гидротермическая обработка древесины

 

3.6.3 Объём отработанного  воздуха (выбрасываемого из камеры) ,

,          (3.12)

 

3.6.4 Расчёт приточно-вытяжных каналов камеры

 

Площадь поперечного  сечения приточного канала , :

,           (3.13)

где - скорость движения свежего свежего воздуха агента сушки в каналах, м/с.

Принимается =3 м/с – с.36[1].

Площадь поперечного  сечения вытяжного канала , :

,           (3.14)

 

3.7 Определение расхода  тепла на сушку

3.7.1 Расход тепла на  начальный прогрев 1 древесины

1) Для зимних условий  , :

,     (3.15)

где - плотность древесины расчётного материала при заданной начальной влажности, ;

- содержание незамёрзшей связанной  (гигроскопической) влаги, %;

- скрытая теплота плавления  льда;

- средняя удельная теплоёмкость  соответственно при отрицательной и положительной температуре, ;

- начальная расчётная температура  для зимних условий, ;

- температура древесины при  её прогреве, .

Принимается =650 -  рисунок 12[5] для =400 и %;

=100 - табл. 2.4[1] для номального режима сушки;

=-36 - таблица 2.5[1] для Красноярска;

=14 % - рисунок 2.3[1] для =-36 ;

=335 - с.37[1];

=1,82 - рисунок 13[5] для и %;

=2,9 - рисунок 13[5] для и %.

 

2) Для среднегодовых  условий  , :

,         (3.16)

где - среднегодовая темература древесины, .

Принимается =2,9 - рисунок 13[5] для и %;

=0,6 - таблица 2.5[1] для Красноярска.

 

3.7.2 Удельный расход  тепла при начальном прогреве  на 1 кг испаряемой влаги ,

,           (3.17)

 

3.7.3 Общий расход тепла  на камеру при начальном прогреве  , кВт

,          (3.18)

 кВт

 кВт

 

3.7.4 Определение расхода  тепла на испарение влаги

 

Удельный расход тепла  на испарение влаги в лесосушильных  камерах с многократной циркуляцией при сушке воздухом , :

,         (3.19)

где - теплосодержание свежего воздуха, ;

- влагосодержание свежего воздуха, г/кг;

- удельная теплоёмкость воды, ;

Принимается =4,19 - с.40[1];

=46 , =11 г/кг – с.40[1] при поступлении воздуха из коридора управления;

 

Общий расход тепла на испарение влаги  , :

,           (3.20)

 

 

3.7.5 Потери тепла через  ограждения камеры

 

Суммарные теплопотери  через ограждения камеры , :

,         (3.21)

где - теплопотери через наружнюю поверхность, ;

- теплопотери через торцовую  стену,  ;

- теплопотери через дверь  на входе камеры, .

Теплопотери через наружнюю поверхность ограждения камеры в единицу времени , :

,     (3.22)

где - площадь ограждения, ;

- температура среды в камере, ;

- расчётная температура наружного  воздуха,  .

, - внутренний и наружный диаметры стенки, мм.

- коэффициент теплоотдачи для внутренних поверхностей ограждений,

- коэффициент теплоотдачи для  наружних поверхностей ограждений,

Принимается =15 - с.41[1] для всех ограждений;

Теплопотери через торцовую стену и дверь в единицу времени :

         (3.23)

 

Размеры камеры: длина м; диаметр D =1,8 м.

Размеры двери: диаметр D =1,8 м.

Таблица 3.1 – Расчёт поверхности  ограждений камеры

Наименование ограждений	Формула	Площадь, м2
1. Наружная боковая  стена		40,69
2. Торцовая стена		2,5
3. Дверь на входе камеры		2,5

 

 

 

Таблица 3.2 – Расчёт потерь тепла через ограждения

Наименование ограждения	Fог, м2	tc, °C	t0, °C	tc-t0, °C	Qог, кВт
1. Наружная боковая  стена	40,69	100	15	85	153.632
2. Торцовая стена	2,5	100	15	85	0,155
3. Дверь на входе камеры	2,5	100	15	85	0,215

 

кВт

 

Суммарные теплопотери  через ограждения камеры с учётом поправки , кВт:

,           (3.24)

кВт

 

Удельный расход тепла  на потери через ограждения , :

,           (3.25)

кДж/кг

 

3.7.6 Определение удельного  расхода тепла на сушку  ,

,         (3.26)

где - коэффициент, учитывающий дополнительный расход тепла на начальный прогрев камер, транспортных средств, оборудования и др.

Принимается =1,2 – с.45[1].

 кДж/кг

 кДж/кг

 

3.7.7 Определение расхода  тепла на 1 м³ расчётного материала , :

,          (3.27)

 

3.8 Выбор типа и расчёт  поверхности нагрева калорифера

3.8.1 Выбор типа калорифера

 

Согласно заданию оставляем  электронагреватели типа ТВК.

 

3.8.2 Тепловая мощность  калорифера , кВт

,          (3.28)

где - коэффициент неучтённого расхода тепла на сушку.

Принимается =1,2 – с.47[1].

 кВт

 

3.8.3 Определение потребляемого количества электроэнергии за 1 год работы цеха , кВт*год

Расход электроэнергии: 2,0…2,6 кBт*чac/м³ на 1 % выпаренной влаги.

 

где - расход электроэнергии за 1 час работы, на 1 % выпаренной влаги, из 1м³ пиломатериала, кBт*чac/м³;

- время работы камеры за 1 год, ч;

V – годовая программа, м³;

Принимается кBт*чac/м³;

 ч

 

 

4 Аэродинамический расчёт  камер 

 

4.1 Расчёт потребного  напора вентилятора

4.1.1 Составление аэродинамической  схемы камеры

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 1 – Схема к аэродинамическому расчёту камеры типа “ТВК-1эл”

 

Таблица 4.1 – Участки  циркуляции воздуха в термовакуумной камере периодического действия типа “ТВК-1эл”

Номера участков	Наименования участков
1 2 3 4	Прямой канал Вход в штабель (внезапное расширение) Штабель Выход из штабеля (внезапное сужение)

 

4.1.2 Определение скорости  циркуляции агента на каждом  участке  , м/с

,            (4.1)

где - площадь поперечного сечения канала в плоскости, перпендикулярной потоку агента сушки на соответствующем участке, .

 

Определение площади  поперечного сечения канала в  плоскости, перпендикулярной потоку агента сушки на соответствующем участке , :

 

Участок 1 Прямой канал

 

,           (4.2)

где - высота циркуляционного канала, м.

- ширина циркуляционного канала, м.

Принимается =0,888 м, м;

 

Участок 2 Вход в штабель (внезапное расширение)

,           (4.3)

 

Участок 3 Штабель

,           (4.4)

 

Участок 4. Выход из штабеля (внезапное сужение)

,           (4.5)

Все расчёты по определению  скорости циркуляции агента сушки сведены в таблицу 4.2.

Таблица 4.2 – Скорость циркуляции агента сушки на каждом участке

Номера участков	1	2	3	4
fi, м2	0,197	4	4	4
υi, м/с	51,7	2,5	2,5	2,5

 

4.1.3 Определение сопротивлений  движению агента сушки на каждом  участке  , Па

 

Участок 1. Прямой канал

,         (4.6)

 

где - коэффициент трения;

- длина участка, м;

- периметр канала, м.

Принимается =0,016 – с.58[1] для металлических каналов;

=16,2 м.

Определение периметра  канала , м:

,           (4.7)

 м

Участок 2 Вход в штабель (внезапное расширение)

,          (4.8)

где - коэффициент сопротивления для внезапного расширения потока.

Принимается =0,9 – таблица 3.8[1] для внезапного расширения потока при =0,05.

 

Участок 3. Штабель

,          (4.9)

где - коэффициент сопротивления потока в штабеле.

Принимается =8,6 – таблица 3.10[1] для штабеля с толщиной прокладок =25 мм и толщиной досок =19 мм .

 

Участок 4 Выход из штабеля (внезапное сужение)

,          (4.10)

где - коэффициент сопротивления потока при внезапном сужение потока.

Принимается =0,3 – таблица 3.9[1] для внезапного сужения потока при =0,05.

Все расчёты по определению  сопротивлений сведены в таблицу 4.3.

Таблица 4.3 – Подсчёт  сопротивлений 

Номера участков	Наименования участков	ρ, кг/м3	υi, м/с	, Па		Сопротивление участков , Па
1	Прямой канал	0,88	51,7	0,72		837,15
2	Вход в штабель		2,5	0,9		2,4
3	Штабель		2,5	8,6		23,38
4	Выход из штабеля		2,5	0,3		0,84
						863,77

 

4.1.4 Определение потребного  напора вентилятора  , Па

,          (4.11)

 Па

 

4.2 Выбор вентилятора

4.2.1 Определение производительности  вентилятора  ,

,           (4.12)

 

 

 

 

 

4.2.2 Определение характерного (приведённого) напора вентилятора , Па

,           (4.13)

 Па

 

4.2.3 Безразмерная производительность 

,           (4.14)

где - частота вращения ротора, .

Принимается =1000 .

 

4.2.4 Безразмерный напор 

,           (4.15)

 

 

4.3 Определение мощности  и выбор электродвигателя

4.3.1 Максимальная теоретическая  мощность вентилятора  , кВт