Гидротермическая обработка древесины

,          (4.16)

 кВт

 

4.3.2 Мощность электродвигателя  для привода вентиляторов , кВт

,          (4.17)

где - коэффициент запаса мощности на пусковой момент;

       - коэффициент запаса, учитывающий влияние температуры среды, где расположен электродвигатель;

       - КПД передачи.

Принимается =1,15 – таблица 3.15[1] для электродвигателя мощностью более 5 кВт и центробежного вентилятора;

                        =1,25 – таблица 3.16[1] для температуры среды С

                        =1,0 – с.81[1] при непосредственной насадке ротора вентилятора на вал электродвигателя.

 кВт

 

4.3.3 По расчётной мощности  электродвигателя кВт и частоте вращения ротора

         из таблицы 3.17[1] выбирается три трёхскоростных электродвигателя типа 4А160S6У3 с мощностью кВт и частотой вращения ротора .

 

 

 

 

 

 

5 Специальные способы сушки пиломатериалов

 

Диэлектрическая сушка. Древесина, помещенная между пластинами конденсатора высокочастотного колебательного контура, интенсивно нагревается за счет диэлектрических потерь. Выделение тепла здесь связано с колебательным движением молекул материала, находящихся в электромагнитном высокочастотном поле. Тепло генерируется по всему объему материала равномерно, а не подводится извне, как при других способах сушки.

Электрическая энергия, потребляемая древесиной и превращающаяся в тепловую, расходуется вначале  на нагревание материала и тепловые потери с его поверхности в  окружающую среду, а затем (после  прогрева) — на испарение воды и тепловые потери.

Способ снижения влажности материалов, основанный на этом принципе, называют диэлектрической сушкой.

Сушка в жидкостях. Жидким сушильным агентом могут быть как гидрофобные жидкости, т. е. жидкости, не смешивающиеся с водой и не растворяющиеся в ней (масла, расплавленные металлы, сера), так и концентрированные водные растворы гигроскопических веществ, являющиеся гидрофильными жидкостями.

Сушка в гидрофобных жидкостях — это высокотемпературный процесс, имеющий, однако, по сравнению с сушкой в перегретом паре, некоторые особенности. Между жидкостью и погруженной в нее древесиной отсутствует влагообмен. Сушка может происходить только при температуре жидкости выше точки кипения воды при данном давлении. Внутри древесины вследствие кипения свободной воды создается избыточное давление, под действием которого пар выходит в атмосферу, преодолевая сопротивление древесины и слоя жидкости над материалом. Таким образом, основным видом влагопереноса здесь является молярное перемещение пара под действием градиента избыточного давления.

Сушка в гидрофильных жидкостих пока не получила широкого промышленного распространения и применяется лишь в отдельных случаях. В качестве гидрофильных сушильных агентов используют горячие насыщенные растворы солей, например хлорида натрия (NaС1), нитрата натрия (NаNОз), хлорида магния (МgС1).

Температура растворов  может быть выше или на несколько  градусов ниже точки кипения воды. В первом случае влагоперенос в древесине происходит под действием избыточного давления и разности парциальных давлений водяного пара в полостях клеточных стенок и над поверхностью раствора, а во втором случае только под действием разности парциальных давлений. По данным исследований, проведенных в МЛТИ, признано, что этот способ сушки перспективен для пиломатериалов малопроницаемых жидкостями пород, например лиственницы и дуба, причем для дуба лучшие результаты показал низкотемпературный вариант процесса (температура 90—95 °С при атмосферном давлении).

 Индукционная сушка. При индукционной сушке пиломатериалов штабель с уложенными между рядами досок ферромагнитными элементами в виде сеток из мягкой полосовой стали помещают в электромагнитное поле промышленной частоты (50 Гц), образованное во внепщем по отношению к штабелю соленоиде. Соленоид монтируется внутри сушильной камеры (снабженной системой циркуляции) из проводников больших сечений. Ферромагнитные элементы, нагревающиеся индуктивными токами, передают тепло древесине путем непосредственного контакта (кондуктивным способом) и путем конвекции от циркулирующего воздуха. Соленоид состоит из нескольких секций, которые подключают к сети трехфазного тока последовательно, параллельно, на «звезду» или «треугольник». Температура сеток регулируется изменением напряженности электромагнитного поля, что достигается различными вариантами включения соленоида.

При этом способе температура  древесины в процессе сушки выше, чем температура окружающей штабель  среды, в результате чего в штабеле  создается положительный температурный  перепад, интенсифицирующий процесс  удаления воды из материала. Продолжительность индукционной сушки приблизительно в 1,5—2 раза меньше по сравнению с камерной сушкой пиломатериалов нормальными режимами.

Способ характеризуется  примерно таким же расходом электроэнергии, как и диэлектрическая сушка. Себестоимость индукционной сушки приблизительно вдвое выше себестоимости камерной сушки. Кроме того, этот способ не обеспечивает удовлетворительного качества высушенного материала. Имеет место большая неравномерность просыхания материала, местные перегревы, большие внутренние напряжения. Поэтому индукционная сушка не может быть рекомендована для широкого промышленного внедрения. Она допустима в отдельных случаях на мелких предприятиях, испытывающих затруднения с пароснабжением, для сушки пиломатериалов по III категории качества.

Вакуумная сушка При вакуумной сушке штабель пиломатериалов помещают в герметичную камеру или автоклав, где вакуум-насосом создают пониженное давление. Известно, что в вакууме температура кипения воды ниже, чем при атмосферном давлении. Например, при глубине вакуума 90 кПа (чему соответствует абсолютное давление 10 кПа, т. е. десятая часть атмосферы) температура кипения равна 45 °С. Это позволяет вести высокоинтенсивный процесс при относительной низкой температуре среды и при полном сохранении природных свойств древесины.

Ротационное обезвоживание древесины. Сушка древесины, как и других материалов, независимо от ее способа связана со значительными затратами тепловой энергии, обусловленными необходимостью компенсации скрытой теплоты испарения воды. При существующем сейчас и прогнозируемом на ближайшее будущее напряженном балансе энергоресурсов большой интерес представляют способы удаления воды из древесины, отличающиеся малой энергоемкостью. Перспективно в этом отношении механическое обезвоживание древесины в поле центробежных сил (ротационное обезвоживание).

Механическим способом может быть удалена только вода, содержащаяся в полостях древесных  клеток, т. е. свободная вода. Для  удаления ее необходимо очень большое  внутреннее давление, поскольку субмикроскопические отверстия в мембранах пор оказывают движению жидкости значительное сопротивление. При ротационном обезвоживании внутреннее давление создается за счет центростремительного ускорения. При обезвоживании круглые или пиленые лесоматериалы наиболее рационально размещать в центрифуге таким образом, чтобы центр вращения проходил посредине их длины, а вектор центробежной силы совпадал с осью древесного сортимента. Обезвоживание при этом происходит вдоль волокон.

 

Заключение

 

В данном курсовом проекте  были проведены технологический, тепловой и аэродинамический расчёты лесосушильной камеры “ТВК-1эл”, а также описаны специальные способы сушки пиломатериалов. В работе был произведен вентиляторов с приводами.

 

Список использованных источников

 

1. Акишенков С.И. Проектирование лесосушильных камер и цехов: Учебное пособие по курсовому и дипломному проектированию для студентов спец. 26.02, 17.04. – Л.: ЛТА, 1992. – 87 с.
2. Шубин Г.С. Проектирование установок для гидротермической обработки древесины. – М.: Лесн. пром-сть, 1983. – 272 с.
3. Руководящие технические материалы по технологии камерной сушки древесины. – Архангельск: Изд-во ЦНИИМОД, 1985. – 142 с.
4. Богданов Е.С. Сушка пиломатериалов. – М.: Лесн. пром-сть, 1988. – 248 с.
5. Серговский П.С., Расев А.И. Гидротермическая обработка и консервирование древесины. – М.: Лесн. пром-сть, 1987. – 360 с.