126100 (690876), страница 3

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

Текст из файла (страница 3)

2.2.9 Выбор типа и расчет теплоотдающей площади калорифера

Подбор типа калорифера.

В качестве источника тепла в лесосушильной камере ИУ-1гв использованы биметаллические водяные калориферы.

Тепловая мощность калорифера.

Тепловую мощность калорифера рассчитывают по максимальному расходу тепла в период сушки в зимних условиях по формуле:

Q_к=(Q_исп + Q_огр)с₂, (2.41)

где Q_исп – расход тепла на испарение влаги, кВт;

Q_огр – теплопотери через ограждения камеры в зимних условиях, кВт;

с₂ – коэффициент запаса на неучтенный расход, на возможное ухудшение теплоотдачи калорифера в процессе эксплуатации по причине, например, загрязнения, с₂=1.1 – 1.3

Q_к=(18,8 + 3,22)х1,2=26,4кВт

Расчет поверхности нагрева калорифера.

F_к=1000 Q_к с₃/кк(t_т – t_с) = 100026,41,2/21,35(84-61)=64,5 м² , (2.42)

где кк – коэффициент теплопередачи калорифера, Вт/(м²х⁰С);

t_т – температура теплоносителя, (84 ⁰С);

t_с – температура нагреваемой среды в камере, (61⁰С);

с₃ – коэффициент запаса (с₃ = 1.2).

Живое сечение калорифера:

F_{ж.сеч.кал.} = f_{ж.сеч.кал} n_к = 2,5х1 = 2,5 м², (2.43)

где f_{ж.сеч.кал} – живое сечение для прохода агента сушки одного калорифера, м²

n_к – количество калориферов в одном ряду, перпендикулярном потоку агента сушки.

Скорость агента сушки через калорифер:

v_к = V_ц/ F_{ж.сеч.кал} =11,7 /2,5 = 4,68 м/с. (2.44)

Коэффициент теплопередачи калорифера:

k = 10,2 v_к ^0,48 = 21,39 Вт/(м²х⁰С). (2.45)

Количество калориферов из биметаллических труб на одну сушильную камеру:

n_k= F_k/_k, (2.46)

где _k – площадь нагрева одного биметаллического водяного калорифера данной марки.

n_k=64,5/136,02=0,5

Принимаем 1 биметаллический водяной калорифер КСк3-12 .

2.2.10 Определение расхода воды

Расход воды на одну сушильную камеру

D_г.в = Q_k /c_{в в} t = 26,4/4,1994515 = 0, 0004 м³/сек или 1,44 м³/час, (2.47)

где Q_k – тепловая мощность калорифера, кВт;

с_в – теплоемкость воды,

_в – плотность воды, кг/м³;

t – разница между температурой воды на входе к калорифер и на выходе из калорифера.

Скорость воды:

V_в = D_г.в / f_ж.сеч = 0,0004 / 0,0022 =0,18 м/с (2.48)

где f_ж.сеч – площадь трубы калорифера.

Годовая потребность в горячей воде:

D_г = 33524nD_г.в = 3352451,44 = 5,7810⁴ м³ (2.49)

где 24- число часов в сутках; 335 – число рабочих дней в году;

n – число камер, в которых идет сушка.

2.2.11 Определение диаметров трубопроводов

Рассчитанные значения диаметров труб сравниваются со стандартными диаметрами (условным проходом) и принимаются ближайшие большие значения по ГОСТ 3262 – 72 “Трубы стальные водопроводные” (условный проход 6. 8, 10, 15, 20, 25, 32, 40, 50, 65, 80, 90, 100, 125, 150 мм).

Диаметр магистрального трубопровода, м:

d_маг= 1,27Р_цех/3600_вV_в, (2.50)

где _в – плотность воды, кг/м³;

Р_цех – расход воды на сушильный цех, м³/час;

Vв - скорость движения воды, принимаем 0,001 м/с.

Р_цех =nкамD_г.в , (2.51)

Р_цех = 201,44=28,8 м³/час;

d_маг= 1,2728,8/36009450,001 =0,098м

Принимаем трубу 100х2.8 ГОСТ 3262 – 75.

Диаметр трубы (отвода) к коллектору камеры, м:

d_к= 1,27 D_г.в/3600_вV_в, (2.52)

Vв - скорость движения воды, принимаем 0,001 м/с.

d_к=1,271,44/36009450,001=0,022м

Принимаем трубу 25х2.8 ГОСТ 3262 – 75.

Диаметр трубы к калориферу камеры, м

d_к=1,27Р_в/3600_в V_в, (2.53)

где Р_в – расход воды на сушку, м³/ч;

d_к=1,27210^-4/36009450,001 =0,00026м

Принимаем трубу 25х2.8 ГОСТ 3262 – 75

Диаметр увлажнительных труб для установки форсунок, м.

d_увл = 1,27Р_к.пр /3600р_нVв, (2.54)

где Vв – скорость движения воды, принимаем 50 м/с.

d_увл=1.27282,8/36001,1350 = 0,031м

Принимаем трубу 12,5х2.8 ГОСТ 3262 – 75

4. Аэродинамический расчет

4.1 Общая часть

Основными задачами аэродинамического расчета установок для сушки пиломатериалов являются: выбор типа, размеров и количества вентиляторов требуемой производительности, определение числа оборотов вентиляторов и необходимой мощности двигателей для их привода, а также количества потребляемой электроэнергии.

Выбор вентиляторов и их параметров производится по индивидуальным или обобщенным аэродинамическим характеристикам в соответствии с требуемой производительностью и напором, составленным для т.н. стандартного воздуха (t = 20^о С, ц = 0,50 и Р_б = 760 мм. рт. ст., с = 1,2 кг/м³).

Полный напор Н_в, развиваемый вентилятором, в общем случае должен быть равен сумме статического и динамического напоров:

Н _в= Н_ст + Н_д (4.1)

Статический напор Н_ст равен сумме сопротивлений всех последовательных участков ∆h_i на пути движения агента сушки в камере:

n

Н_ст=∑∆h_i, или (4.2)

i

n с_i щ_i² е_i lu

Н_ст=∑ ^________ ( ^_______ + ж_i), Па (4.3)

i 2 f

где на данном i-ом участке

с_i – плотность агента сушки, кг/м³;

щ_i – скорость агента сушки, м/с;

е_i – коэффициент трения о стенки газохода;

l – длина прямого газохода, м;

u- периметр поперечного сечения прямого газохода, м;

f – площадь «живого» сечения газохода, м²;

ж_i – коэффициент местного сопротивления.

Для расчета Н_ст необходимо составить схему контура циркуляции агента сушки в камере, разбив его на характерные расчетные участки местных сопротивлений. Скорость движения воздуха на каждом участке определяется по общей формуле:

где f_ж.с - поперечное сечение канала, свободное для прохода агента сушки, м²;

V_с – объем циркулирующего агента сушки, м³/с.

Рис 4.1 Схема циркуляции агента сушки по камере ИУ‑1гв

Таблица 4.1 Участки циркуляции воздуха в камере

Номер участка	Наименование участка
1	Вентилятор
2, 4, 8, 10, 11	Поворот под углом 900
3, 9	Прямой канал
5	Вход в штабель (внезапное сужение)
6	Штабель
7	Выход из штабеля (внезапное расширение)
12	Калорифер

4.2 Определение скорости циркуляции агента сушки по каждому участку.

Для определения сопротивления каждого участка Дh_i необходимо знать скорость агента сушки щ_i на каждом участке. Поскольку объем циркулирующего агента сушки V_с, определенный в тепловом расчете, известен, то следует вначале определить «живые» сечения на каждом участке с тем, чтобы рассчитать далее скорость щ_i.

Участок 1. Вентиляторная перегородка:

f₁=((рD_в²)/4)n_в, м², (4.5)

где D_в – диаметр вентилятора, м; принимается предварительно, либо по установленному в камерах;

n_в – число вентиляторов, работающих на рассчитываемый объем агента сушки. В нашем случае n_в= 1.

f₁=((3,141,9²)/4) 1=2,83 м²

Участки 2,4,8,10,11. Поворот под углом 90^о:

f₂= f₄=f₈=f₁₀=f₁₁=0,5Н=0,53=1,5м²

где Н – высота камеры, м.

Участок 3,9. Прямые газоходы:

Сопротивление на этих участках можно не считать, т.к. из-за их незначительной длины, сопротивление потоку ничтожно мало.

Участок 5. Внезапное сужение потока агента сушки (вход в штабель):

F_{ж.сеч.шт}=L_штH(1-в_выс), м², (4.6)

где L_шт – длина штабеля, м;

Н – высота штабеля, м;

в_выс – коэффициент заполнения штабеля по высоте, при толщине пиломатериала 25 мм и прокладок 25 мм он равен 0,5.

F_{ж.сеч.шт}=6,6∙2,6(1-0,5)=8,58 м²

f₅ =F_{ж.сеч.шт}=8,58м²

Участок 6. Штабель:

f₆= F_{ж.сеч.шт}=8,58м²

Участок 7. Внезапное расширение потока агента сушки (выход из штабеля):

f₇=Fж_.сеч.шт= 8,58м

Участок 12. Калорифер из биметаллических труб.

f₁₂= F_{ж.сеч.кал} =2,5 м²

4.4 Выбор вентилятора

Серийные вентиляторы подбираются по аэродинамическим характеристикам: индивидуальным, групповым и безразмерным. В нашем случае циркуляция агента сушки осуществляется низкочастотными центробежными вентиляторами с радиальными лопатками специального изготовления конструкции проф. Микита Э.А., ЛатНИИЛХП. Эти вентиляторы хорошо зарекомендовали себя при горизонтально‑поперечной циркуляции сушильного агента в камерах типа ИУ.

Выбираем вентилятор Ц9-57 №8 с диаметром вентилятора 2000 мм, числом оборотов n_в=900 об/мин, КПД=0,75.

4.5 Определение мощности и выбор электродвигателя

Мощность, потребляемая вентилятором, подсчитывается в зависимости от давления Н_в, Па и производительности V_в, м³/с

где з_в – КПД вентилятора по аэродинамической характеристике;

з_п – КПД передачи, равный 0,95 при клиноременной передаче.

V_в= V_с/n=19,734/1=19,734 м³/с

489 ∙19,734

Установленная мощность электродвигателя:

N_уст=kN_в=1,113,5=14,9кВт (4.8)

где k – коэффициент запаса мощности, k=1,1

Выбираем электродвигатель 4А160М6У3, мощностью 15 кВт, с числом оборотов – 1000 мин^-1.

4.6 Расчет приточно-вытяжных каналов

Площадь поперечного сечения приточного канала:

f_пр.к.=V₀/ щ_к, м², (4.9)

где V₀ – объем свежего воздуха, м³/с;

щ_к – скорость агента сушки, равная 2 м/с.

f_пр.к=0,089/2=0,0445 м²

Площадь поперечного сечения вытяжного канала:

f_выт.к.=V_отр/ щ_к, м²,

где V_отр – объем отработавшего воздуха.

f_выт.к=0,113/2=0,0565 м².

5. Описание технологического процесса

Технологический процесс сушки пиломатериалов в камерах периодического действия включает следующие этапы (операции):

1. Подготовка камеры к работе.

2. Формирование сушильного штабеля пиломатериалов.

3. Загрузка камеры (закатка штабеля или штабелей).

4. Прогрев камеры и проведение собственно сушки по заданному режиму.

5. Проведение влаготеплообработок.

6. Кондиционирование пиломатериалов (при необходимости).

7. Охлаждение материала и выкатка штабеля.

5.1 Подготовка камеры к работе

Характеристики

Список файлов курсовой работы