126100 (690876), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

I₁=320 кДж/кг;

₁=0,985 кг/м³ .

2.2.4 Определение объема и массы циркулирующего агента сушки

Определение объема циркулирующего агента сушки за одну секунду, м³/с:

V_c=V_штF_{ж.сеч.шт}=2,05,85=11,7 м³/с, (2.15)

где V_шт – расчетная скорость циркуляции по штабелю, м/с;

F_{ж.сеч.шт} – живое сечение штабеля, м².

F_{ж.сеч.шт}= n₁l_штh_шт (1-в_в)=16,51,8(1-0,5)=5,85 м², (2.16)

где n₁- количество штабелей в плоскости, перпендикулярной потоку агента сушки, идущему в одном направлении;

l_шт – длина штабеля, м;

h_шт - высота штабеля, м;

в_в – коэффициент заполнения штабеля по высоте, определяют из соотношения:

в_в= (2.17)

где S- толщина расчетного пиломатериала, мм.

Масса циркулирующего агента сушки m_ц на 1 кг. испаряемой влаги.

При сушке влажным воздухом, кг/кг исп. влаги:

(2.18)

где V₁ – приведенный удельный объем влажного воздуха, определяемый по Id- диаграмме, м³/кг.

2.2.5 Определение параметров агента сушки на выходе из штабеля

Параметры отработавшего агента сушки (влажного воздуха) на выходе из штабеля.

Для расчетов процесса сушки необходимо знать не только параметры входящего в штабель сушильного агента, но и параметры его на выходе из штабеля: t₂, ц₂, d₂, I₂, с₂, V₂.

При сушке воздухом влагосодержание, г/кг,

(2.19)

Параметры t₂, ц₂ определяют после построения процесса сушки на Id-диаграмме.

При теоретическом построении процесса испарения влаги теплосодержание воздуха I₂ на выходе из штабеля принимают равным теплосодержанию I₁ воздуха, входящего в штабель, т.е. I₂=I₁.

Приведенный удельный объем V₂ и плотность с₂ выходящего из штабеля отработавшего агента сушки принимают равными объему V₁ и плотности с₁ входящего в штабель агента сушки, т.е. V₂=V₁, с₂= с_1.

I₁ = I₂ = 320 кДж/кг;

V₂=V₁=1,12 м³/кг;

с₂= с₁=0,985 кг/м³ .

t₂ = 59 ⁰C; ₁=0,7;

Уточнение объема и массы циркулирующего агента сушки:

m_ц = 1000/(d₂ – d₁) = 1000/(99,5 – 99) = 2000,0 кг/кг. исп.влаги; (2.20)

V_ц = m_цM_рV_пр1 = 1607,14х0,0065х1,12= 11,7 м³/с; (2.20)

G_ц = m_цM_р = 1607,14х0,0065 = 10,45 кг/с. (2.21)

2.2.6 Определение объема свежего воздуха и отработавшего агента сушки, удаляемого из камеры

Масса свежего воздуха и отработавшего агента сушки на 1 кг испаряемой влаги, кг/кг. исп. влаги:

m_o= (2.22)

где d_o – влагосодержание свежего приточного воздуха, поступающего в камеру, г/кг.

При поступлении свежего воздуха из цеха, коридора управления принимают d_o=10-12г/кг.св.в.

Объем свежего воздуха, поступившего в камеру, м³/с:

V_o=M_p m_o V_o.пр=0,0065 11,430,87=0,065 м³/с (2.23)

где V_o.пр – приведенный удельный объем свежего воздуха. При температуре t_o=20^oC, V_o=0,87 м³/кг.

Объем отработавшего агента сушки, выбрасываемого из камеры, м³/с:

V_отр.=М_рm_oV₂=0,006511,431,12=0,08 м³/с (2.24)

где V₂ – удельный объем отработавшего агента сушки, принимаемый равным V_1, м³/кг.

Площадь поперечного сечения вытяжного канала:

f_кан = V_отр/v_кан = 0,08/2 = 0,04 м² (2.25)

где v_кан – скорость движения отработавшего агента сушки.

Площадь поперечного сечения приточного канала:

f_кан = V_о/v_кан = 0,065/2 = 0,0325 м² (2.26)

2.2.7 Определение расхода тепла на сушку древесины

Расход тепла на сушку определяют отдельно для зимних и среднегодовых условий эксплуатации сушильных камер. По зимнему расходу тепла ведется расчет тепловой мощности камер. По расходу тепла в среднегодовых условиях определяется потребность пара на производственную программу и на 1 м³ высушиваемых фактического и условного пиломатериалов, т.е. определяются исходные данные для экономических расчетов, в частности для составления калькуляции себестоимости сушки пиломатериалов.

При сушке древесины тепло в основном расходуется на начальный прогрев пиломатериалов, испарении влаги и на потери через ограждения камеры.

Расход тепла на начальный прогрев 1 м³ древесины Q_нагр.1м³.

В зимних условиях тепло при нагревании пиломатериалов расходуется на нагревание древесной массы в области отрицательных и положительных температур и на оттаивание замерзшей влаги.

Для зимних условий расход тепла определятся по формулам, кДж/м³

Q_нагр.1м³=с(С_(-)(-t_оз)+С₍₊₎t_кам.)+с_{усл. .} (2.27)

_нагр.1м³=650(2,1*31+2,8*62)+400 =230195 кДж/м³

где r - скрытая теплота плавления льда (335кДж/кг);

с – плотность древесины при фактической ее влажности, побирается на диаграмме на рис.2 [5];

с_усл- базисная плотность древесины, выбирается по табл. 1, кг/м³ [5];

W_н – начальная влажность древесины, %;

W_г.ж - влажность гигроскопически жидкой влаги [3], рис.1;

С₍₊₎, С_(-) – удельная теплоемкость древесины соответственно при положительной и отрицательно температуре, рис. 3 [5];

t_кам- температура древесины при ее нагреве, ^оС; при сушке в среде влажного воздуха принимается на 5^оС выше температуры t_с по первой ступени режима;

t_оз- начальная температура древесины, принимается по табл.11[5];

При определении удельной теплоемкости древесины для С_(-) принимают, ^оС:

t_ср.(-)= (2.28)

тогда C_(-)=2,1 кДж/кг^оС,

t_ср.(+)= (2.29)

тогда C₍₊₎=2,8 кДж/кг^оС,

Для среднегодовых условий, когда t_с.г.>0 ^оС, расход тепла Q_нагр.1м³ определяется по формуле:

Q_нагр.1м³=сС₍₊₎(t_кам.-t_с.г.)=6502,8 (62-0,8)=111384 кДж/м³ (2.30)

В этом случае среднеарифметическая температура для определения по рис. 3 [5] удельной теплоемкости С₍₊₎ подсчитывается как полусумма двух температур, ^оС:

t_ср= , (2.31)

тогда C₍₊₎=2,8кДж/кг^оС.

Расход тепла на нагревание древесины Q_нагр в секунду.

Секундный расход тепла подсчитывается для зимних и среднегодовых условий, кВт:

Q_нагр.= , (2.32)

где ф_нагр- продолжительность нагревания древесины, ч; ориентировочно принимают для пиломатериалов мягких хвойных пород на каждый сантиметр толщины 1ч, а зимой 2ч.

Для зимних:

Q_нагр= ,

Для среднегодовых:

Q_нагр= .

Удельный расход тепла q_нагр на нагревание древесины, приведенный к 1 кг. испаряемой влаги, кДж/кг.исп.влаги:

Для зимних условий:

q_нагр = (2.33)

Для среднегодовых:

q_нагр =

Расход тепла на испарение влаги.

При сушке в паровоздушной среде удельный расход тепла на испарение влаги, кДж/кг

q_исп=1000 , (2.34)

гдеI₂ – теплосодержание отработавшего агента сушки, выходящего из штабеля, кДж/кг, I₂=I₁;

I_о – теплосодержание свежего воздуха при t=20^oC;

С_в – удельная теплоемкость воды, С_в=4,19 кДж/кг;

t_м – температура нагретой влаги в древесине, принимают равной температуре t_м первой ступени режима.

Общий расход тепла на испарение влаги Q_исп в секунду, кВт

Q_исп.=q_испМ_р=2892,60,0065=18,8 кВт (2.35)

2.2.8 Расчет теплопотерь через ограждения камеры

Потери тепла в секунду через ограждения камеры Q_огр. определяют по выражению:

Q_огр=F_огр k (t₁-t_нар), (2.36)

где F_огр- площадь ограждения (подсчитывается отдельно для стен, перекрытия, дверей, пола), м²;

k- коэффициент теплопередачи ограждения, Вт/м² град.;

t_нар – температура вне сушильных камер.

Сушильные камеры будут находится в отапливаемом помещении, то t_нар=15^оС.

Коэффициент теплопередачи для многослойных ограждений необходимо рассчитать по формуле, Вт/м³град:

k= (2.37)

где б_вн - коэффициент для внутренней поверхности ограждения, при сушке в паровоздушной среде б_вн=25Вт/м²град;

в₁, в₂,…. в_n – толщина слоев ограждения, м;

л₁, л₂ …. л_n - коэффициенты теплопроводности материалов, составляющие слои ограждений, Вт/м²град., (табл.12 [5]);

л_н – коэффициент теплопроводности для наружной поверхности ограждений, Вт/м²град., выходящих в отапливаемые помещения, л_н=9Вт/м²град.

Коэффициент теплопередачи пола k_пол принимают равным 0,5k наружной стены.

k_пол=0,5k_нар.ст (2.38)

За охлаждающую поверхность пола принимают полосу шириной 1 м вдоль наружной стены.

Для того чтобы исключить возможную конденсацию пара на внутренних поверхностях ограждений (пола, дверей, стен), к_огр должен удовлетворять условию:

к_огр 0.6 Вт/(м²хград).

Таблица 2.5 - Расчет площади поверхности ограждений сушильной камеры

Ограждения	Формула	Площадь, м2
Боковая наружняя стена	Fбок.ст=LH	8,32,2 = 18,26
Торцовая задняя стена	Fт.ст = BH	2,22,8 = 6,16
Торцовая передняя стена (без площади дверей)	Fт.ст = BH – Fдв	2,22,8 – 4,4 = 1,76
Потолок	Fпот = LB	8,32,8 = 23,24
Пол	Fпол=L+ 2(B-1)	8,3+ 2(2,8 – 1) = 11,9
Дверь	Fдв = bh	2,22,0= 4,4

где L – длина боковой стены, м (8,3);

H, B – соответственно высота и ширина камеры, м(2,2; 2,8);

h, b – соответственно высота и ширина двери, м (2,2; 2,0).

Удельный расход тепла на потери через ограждения камеры, кДж/кг.исп.влаги:

g_огр= ∑Q_огр/М_с=3,22/0,004=805,0 кДж/кг.исп.влаги (2.39)

Суммарный удельный расход тепла на сушку древесины.

Подсчитывают для среднегодовых условий:

g_суш.=(g_нагр.+g_исп.+g_огр.)с_1, (2.40)

где с₁ – коэффициент, учитывающий неизбежные потери на нагревание ограждений и конструкций камеры, транспортных средств; утечку через не плотности и вынос тепла штабелем после его сушки и др., с₁=1.3.

g_суш =(525,39+2892,6+805,0)1,3=5489,9кДж/кг.исп.влаги

Характеристики

Список файлов курсовой работы