Проектирование сушильного цеха для высушивания пиломатериалов мягколиственных пород

tк.т.=70+8=78^о С;

st.n.n. - 1^о С,

stк.т = 1^о С;  к.т. = 9,4 ч.

После конечной тепловлагообработки п/м  выдерживают в камере при психрометрической  разности последней степени режима. Охлаждение п/м в камере до 30 м 40^о С проходит при открытых приливновытяжных каналах и неработающих вентиляторах.

Транспортировка штабелей в цеха и в камеры.

Для внутренне цеховых перевозок  сформированных сушильных штабелей преимущественно используют рейковую колею шириной 1 м и траверсные тележки.Состояние рельсовой колеи  систематически контролируется, не допускается непрямолинейность рельсов, нестабильная ширина рельсов, которые впираються в траверсный коридор. Для камер с продольной загрузкой выпускают две модификации электрифицированных траверсных тележек ЭТ-4,5; ЭТ-6,5;

Механизация перемещения штабелей осуществляется с помощью трособлоковой системы и тяговой лебедки, которая установлена на траверсных тележках. Возможное использование и других методов внутренне цеховой транспортировки п/м.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 Показатели качества сушки древесины

Древесина, выпускаемая  из сушилки, должна по качественным показателям  соответствовать своему назначению. Так как назначение древесины  может быть различным, различными должны быть и требования, предъявляемые  к качеству сушки табл. 4.

Таблица 4.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В зависимости  от этих требований Руководящими материалами  по камерной сушке установлено пять категорий качества сушки.

Первая  категория — сушка пиломатериалов до эксплуатационной влажности, обеспечивающая механическую обработку деталей и сборку изделий по 1 классу точности.

Вторая  категория — сушка пиломатериалов до эксплуатационной влажности, обеспечивающая механическую обработку и сборку по 2 классу точности.

Третья  категория — сушка пиломатериалов до эксплуатационной влажности, обеспечивающая механическую обработку и сборку по 3 классу точности.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Четвертая категория — сушка до транспортной влажности товарных пиломатериалов и до эксплуатационной влажности пиломатериалов для изделий и сооружений, детали которых не требуют взаимозаменяемости при сборке.

Нулевая категория — сушка до транспортной влажности товарных пиломатериалов высших сортов (в том числе экспортных) без снижения их прочности и изменения цвета.

Качество сушки  определяется несколькими показателями. К ним относятся: 1) средняя величина конечной влажности древесины; 2) равномерность конечной влажности; 3) перепад влажности по толщине материала; 4) остаточные внутренние напряжения.

Показатели качества сушки устанавливаются по отношению  к. определенной партии древесины. За такую партию обычно принимают штабель досок или заготовок. Точное определение показателей качества сушки представляет собой сложную и трудоемкую работу, которая предпринимается только при испытаниях сушильных камер. Ориентировочная оценка качества сушки для обычного эксплуатационного контроля проводится следующим образом.

Среднюю конечную влажность и равномерность ее в партии определяют отбором из штабеля  нескольких контрольных досок и  выпиловкой из них секций влажности. Показателями равномерности считают наибольшие положительные и отрицательные отклонения фактической влажности секций от средней.

Перепад влажности  по толщине устанавливают по секциям  послойной влажности. Выпиленную из доски секцию делят (раскалывают  или распиливают) на несколько слоев по толщине. Влажность каждого слоя определяют весовыми анализами.

Остаточные  внутренние напряжения устанавливают  по силовым секциям. Считается, что  древесина практически свободна от остаточных напряжений, если относительная  стрела прогиба зубцов не превышает 1,5—2%.

Для выпиловки проб из штабеля (в зонах  наибольшей и наименьшей интенсивности сушки) отбирают контрольные доски в количестве шести (0 и 1 категории) или четырех (остальные категории) штук. Из каждой доски на расстоянии 10-кратной ее толщины от торца отрезают по три секции: одну для определения средней конечной влажности и ее равномерности, вторую для определения послойной влажности и третью для оценки остаточных внутренних напряжений.

Требуемая средняя конечная влажность древесины  после сушки колеблется для различных  изделий в широких пределах и  регламентируется стандартами и техническими условиями на них. Она, в частности, составляет для мебели 7—8%, для столярно-строительных изделий 10—12%, для тары и деталей строительных конструкций 15—20%. Видимые дефекты (растрескивание и коробление) не допускаются независимо от категории качества сушки.

 

 

3. Расчетная часть

 

3.1 Выбор расчетного материала

 

За  расчётный материал принимаются  обрезные доски из ольхи толщиной 25 мм, шириной 250 мм, начальной влажностью 80 %, конечной 10 %.

 

3.2 Определение  параметров сушильного агента на входе и выходе из штабеля

 

Определение параметров агента сушки на входе  в штабель

 

По  выбранному режиму 2-Н из таблицы принимается расчётная температура на входе в штабель , относительная влажность воздуха на входе в штабель , психрометрическая разность .

 

  Определение влагосодержания на  входе в штабель, г/кг;

,        

где: p_п1 – парциальное давление водяного пара, Па;

p_а – атмосферное давление воздуха (p_а=1 бар =10⁵ Па).

Так как

φ₁= p_п1: p_н1, то p_п1=φ₁ p_н1 Па,       

где: φ₁ – относительная влажность воздуха расчетной ступени режима;

p_н1 – давление насыщения водяного пара при расчетной температуре режима, берется из табл. 2.2.

p_п1=0,59*53803=31744Па;

 г/кг.

 

Определение теплосодержания на входе в штабель, кДж/кг;

,      

 кДж

 

Определение плотности воздуха на входе в  штабель, кг/м³;

,       

 

где: Т₁ – Термодинамическая температура, К;

Определение термодинамической температуры, К;

        

где: t₁ - расчётная температура на входе в штабель ;

Принимается: t₁=84;

 К;

 кг/м³.

 

Определение приведенного удельного объема на входе  в штабель, м³/кг сух. возд.

,      

м³/кг

 

Определение объёма и массы циркулирующего агента сушки

 

Объём циркулирующего агента сушки , , определяется по формуле:

 

,         

где:  - живое сечение штабеля, .

 

Определение живого сечения штабеля  , :

,        

где: п – количество штабелей в плоскости перпендикулярной входу циркулирующего агента

сушки.

Принимается: п=1 – по спецификации для камеры “СПЛК-2”.

 

Масса циркулирующего агента сушки на 1 кг испаряемой влаги  , кг/кг:

,         

 кг/кг

 

Определение параметров воздуха на выходе из штабеля

 

Определение влагосодержания на выходе из штабеля, г/кг

,         

где: m_ц - масса циркулирующего агента сушки на 1 кг испаряемой влаги, кг/кг;

d₁ - влагосодержания на входе в штабель, г/кг.

Принимается: m_ц =247,

 d₁ =289,

г/кг

 

Определение расчётной температуры на выходе из штабеля ;

 

,         

где: I₂ – теплосодержание на выходе из штабеля, кДж/кг;

d₂ – влагосодержание на выходе из штабеля, г/кг

Принимается: I₂=I₁=851 кДж/кг;

d₂ – по формуле

 

 

Определение теплосодержания на выходе из штабеля, кДж/кг;

 

,       

 кДж/кг.

 

Определение плотности воздуха на выходе из штабеля, кг/м³;

 

,       

где: Т₂ – Термодинамическая температура, К;

 

Определение термодинамической температуры, К;

        

 

где: t₂ - расчётная температура на выходе из штабеля ;

Принимается: t₂=80,6 – по формуле;

 К;

 кг/м³.

 

Определение приведенного удельного объема на выходе из штабеля, м³/кг сух. возд.;

,      

м³/кг

 

 

3.3 Расчет расхода тепла на  сушку и количества испаряемой  ваги 

 

Расход  тепла на начальный прогрев 1 древесины

 

1. Для зимних условий  , :

,   

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

- содержание незамёрзшей связанной  (гигроскопической) влаги, %;

- скрытая теплота плавления  льда;

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

- начальная расчётная температура  для зимних условий,  ;

- температура древесины при  её прогреве, .

Принимается  = 630 - для = 360 и %;

    =84 - для камеры периодического действия;

    = -39 ;

    =14 % для =-39 ;

    =335 ;

    =2,09 для и %;

    =3,5 для и %.

 

 

 

 

 

2) Для  среднегодовых условий  , :

,        

 

где:  - среднегодовая температура древесины, .

Принимается  =3,5 для и %;

   =-0,8 .

 

 

Удельный  расход тепла при начальном прогреве на1 кг испаряемой влаги  , :

,          

 

Общий расход тепла на камеру при начальном  прогреве , кВт:

,        

где:  - продолжительность прогрева, ч;

Принимается  ,ч

 кВт

 кВт

 

Определение расхода тепла на испарение влаги

 

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

,       

где:  - теплосодержание свежего воздуха, ;

- влагосодержание свежего воздуха,  г/кг;

- удельная теплоёмкость воды, ;

Принимается  =4,19 ;

=46 , =10 г/кг – при поступлении воздуха из цеха.

 

 

Общий расход тепла на испарение влаги  , :

,         

 

3.4 Расчет потерь тепла через  ограждения сушильных камер

 

Суммарные теплопотери через ограждения камеры , :

,     

где:  - теплопотери через наружную боковую стену, ;

- теплопотери через торцовую  стену на входе или на выходе  из камеры, ;

- теплопотери через перекрытие, ;

- теплопотери через пол,  ;

- теплопотери через дверь  на входе или на выходе из  камеры, .

 

Теплопотери через ограждения камеры в единицу  времени  , :

,       

где:  - площадь ограждения, ;

- коэффициент теплопередачи  ограждения, ;

- температура среды в камере, ;

- расчётная температура наружного  воздуха,  .

 

Расчёт  поверхности ограждений камеры

                                                                                                                Таблица 5.

Наименование  ограждений	Формула	Площадь, м2
1. Наружная  боковая стена		33,98
2. Торцовая  стена		22,07
3. Торцовая  стена со стороны загрузки		8,27
4. Перекрытие		62,65
5. Пол		62,65
6. Дверь		13,8

 

 

Коэффициент теплопередачи для многослойных ограждений , :

,     

 

где:  - коэффициент теплоотдачи для внутренних поверхностей ограждений, ;

- коэффициент теплоотдачи для  наружных поверхностей ограждений, ;

- толщина слоя ограждения, м;

- коэффициент теплопроводности, .

Принимается =25 ;

=9 - для отапливаемого помещения;

=0,4м,  =0,15м, =0,5м, =0,2м, ;

=0,0015м,  =0,157 м ;

=58 - для строительной стали;

=0,07 - для минеральной ваты;

=0,8 - для минеральной ваты;

=0,4 - для минеральной ваты;

=1,6 - для минеральной ваты;

для стен:

для потолка:

 

 

для дверей:

 

Коэффициент теплопередачи пола , :

,         

Температура среды в камере , °C:

,