Кψ =ψоб.ф / ψоб.усл.;
где ψоб.ф – продолжительность оборота камеры при сушке фактического материала ,сутки;
ψоб.усл.- продолжительность оборота камеры при сушке условного материала, сутки;
Ке = βусл / βф ;
где βусл- объёмный коэффициент заполнения штабеля условным материалом.
Βф- объёмный коэффициент заполнения штабеля фактическим материалом.
Объём подлежащего сушке п\м (ф1) переводиться в объём условного материала (yi) по формуле
Yi = ф1? Кψ? Ке, м? усл,
где ф1- объём подлежащих сушке фактических п/м , заданных в спецификации, м?
Кψ – коэффициент продолжительности оборота.
Ке – коэффициент вместимости камеры.
Перевод объёма фактических п.\м в объём условного материала
| Характеристика | ПродолжительностьКамеры , сут | Коэффициенты | Объём п\мМ? | |||||||
| Порода | Т | Ш | Ψоб.ф | Ψоб.усл | Кψ | βф | βус | βе | Задан.ф | УсловМатер,у |
| Лиственница | 25 | 150 | 5,17 | 1,52 | 3,40 | 0,5 | 0,9 | 1,8 | 6500 | 39780 |
| Ель | 32 | 125 | 3,15 | 1,52 | 2,07 | 0,6 | 0,9 | 2,25 | 5300 | 24685 |
| Береза | 40 | 110 | 5,39 | 1.52 | 3,54 | 0,6 | 0,9 | 2,36 | 4500 | 37595 |
| Граб | 50 | 100 | 3,15 | 1.52 | 2,07 | 0,7 | 0,9 | 3 | 4800 | 2908 |
| Итого | ∑Ф | ∑У | ||||||||
| 21100 | 131868 | |||||||||
βф = βдл * βш * βв;
где βдл, βш, βв – коэффициент заполнения штабеля древесиной по длине, ширине и высоте.
Коэффициент заполнения штабеля по высоте является функцией толщины досок s и толщины прокладок. При толщине прокладок 25 мм
Βв = s/ (s+25);
Где s толщина древесины. Если укладывают доски или заготовки строго определённой длины, то Вдл=1 чаще одного, высушивают доски разной длины. В этом случае принимают βдл = 0,85.
Коэффициент заполнения штабеля по ширине при укладки без шпаций теоретически равен 1.Для практических расчётов, учитывая погрешности формы досок и шероховатость их кромок, принимают βш = 0,9. При укладки со шпациями величина βш колеблется в зависимости от условий от 0,4 до 0,7
1) βф = βдл * βш * βв;
βдл = 1
βш = 1
βв = s\(s+25) = 25\(25+25) =0,5
βф = 1 * 1 *0,5 = 0,5
2)βф = βдл * βш * βв;
βдл = 1
βш = 1
βв = s/(s+25) = 32/(32+25) = 0,6
βф = 1 * 1* 0,6 = 0,6
3) βф = βдл * βш * βв;
βдл = 1
βш =1
βв = s/(s+25) = 40/(40+25) =0,6
βф = 1 * 1*0,6 = 0,6
4)βф = βдл ? βш ? βв;
βдл = 1
βш = 1
βв = s/(s+25) = 50\(50+25) = 0,7
βф = 1 * 1 * 0,7 = 0,7
5) βф = βдл * βш * βв;
βдл = 1
βш = 1
βв = s\(s+25) = 40\(40+25) = 0,6
1)У1 = Ф * Кψ * Ке = 6500 * 3,4 * 1,8= 39780м.
2)У2 = Ф * Кψ * Ке =5300 * 2,07 * 2,25 = 24684,8м.
3)У3 = Ф * Кψ * Ке = 4500 * 3,54 * 2,36 = 375м.
4)У4 = Ф * Кψ * Ке = 4800 *2,07 * 3 = 29808м.
1.4 Расчёт вместимости камеры и её производительности
Нормативная годовая производительность камеры по условным материалам рассчитываются по формуле.
Пу =335 * βус * Г/Ψоб.усл ,М*/год;
Где 335 – плановая продолжительность работы камер в течении календарного года с учётом необходимости их периодического ремонта суток ;
Г – габаритный объём всех штабелей в камере, М?
Г = L * B * H * M, *М3
Где L, B, H –Габаритные размеры штабеля (длина, ширина, высота), м.
M - Число штабелей в камере.
L = 6,0
B = 2,08
H = 1,2
M = 1
Г = 6,0 * 2,08* 1,2 * 1 =14,98 м.
Вместимость камеры.
1) Для Лиственницы.
Е = L * B * H * 1 * 0,9 * 0,6 = 6,74м.
βдл = 1
βш = 0,9
βв = 0,5м.
2)Для Ели.
Е = L * B * H * 1 * 0,9 *0,6 = 8,09м.
βдл = 1
βш = 0,9
βв = 0,6
3)Для ясени
Е = L * B * H * 1 * 0,9 * 0,6 =8,1м.
βдл = 1
βш = 0,9
βв = 0,6
4) Для пихты
Е = L * B * H * 1 * 0,9 *0,7 = 9,43м.
βдл = 1
βш = 0,9
βв = 0,7
Пу = 335 / 1,52= 0,9 *14,98 = 13,5м.
1.5 Расчёт количества камер
Потребное количество камер рассчитывается по формуле:
N = ∑У \ Пу, Где
∑У – общий объём условного материала, подсчитанный в таблице 1в.
Пу – годовая производительность одной камеры в условном материале, м?\год;
N = 6500 \ 13,5= 481,5 камер.
2. Тепловой расчёт
Цель теплового расчёта состоит в определении затраты тепла и расхода пара на сушку древесины, выборе и расчёте теплового оборудования камер (калориферов, конденсатоотводчиков)
2.1 Выбор расчётного материала
За расчетный материал применяется быстро сохнущий материал из заданной спецификации. Сушка быстро сохнувшего материала требует мощного теплового и циркуляционного оборудования.
2.2 Определение параметров агента сушки на входе
Агент сушки – влажный воздух.
По выбранному для расчётного материала назначаются параметры агента сушки на входе в штабель. Для камер периодического действия эти параметры берутся по второй ступени режима для противоточных камер непрерывного действия. Они соответствуют параметрам в разгрузочном конце камер. Влагосодержание d1, теплосодержание I, парциальное давление пара Рn1, плотность Р1 и удельный объём U, - определяется по ID диаграмме. За расчетный материал применяется сосна.
Параметры агента сушки на входе штабеля
| № | Наименование | Обозначение | Единица измерения | Значение |
| 1 | Температура | T1 | ˚с | 73 |
| 2 | Относительная влажность | φ | % | 0,80 |
| 3 | Влагосодержание | D1 | Г \ кг | 300 |
| 4 | Теплосодержание | I1 | КДж \ кг | 850 |
| 5 | Парциальное давление | Pn1 | КПа | 32000=32 |
| 6 | Плотность | р | Кг \ м? | 159,8 |
| 7 | Удельный объём | V1 | м? \ кг | 0,05 |
| 8 | Температура смоченного термометра 5 | Tm | ˚с | 74 |
| 9 | Удельная теплоёмкость перегретого пара | Cn1 | КДж \ кг ? град | _ |
Р. = Рн \ R * T – плотность, где
Рн =32 КПа = 32000Па.
R = 461, 6
T = t + 273˚c = 73 +273 =346˚С.
Р.= 32000Па \ 461,6 * 334 = 415,3 Па.
V = 1 \ Р = 1 \ 415, 3 = 0, 0244 к/кг.
2.3 Расчёт количества испаряемой влаги.
1) Масса влаги, испаряемой из 1м древесины:
М = Р ус * (WH - W k) \ 100, где
Р ус – условная плотность древесины кг \ м.
WH и W k – соответственно начальная и конечная влажность, %
Р ус = 340кг \ м?.
М = 340 * (60 – 10) \ 100 = 170м.
2) Масса влаги, испаряемой за время одного оборота камеры:
Моб. кам = М * Еф, где
Еф – вместимость камеры, м.
Еф = Г * βф = 3,42 * 0,43 = 13,09м.
Моб. Кам. = 170 * 13,09 = 2225,3кг \ м.
3) Масса влаги, испаряемой из камеры за секунду.
Мс = Моб. \ 3600 * ψ, где
Ψ- продолжительность сушки материала.
Ψ = Ψсуш * Ψпр \ Ак = 182,65 * 0,93\ 28,5 = 167,9м.
Ψпр = 1,5 ? 19 = 28,5м.
Продолжительность начального прогрева принимается, в среднем из расчёта 1,5 ч на каждый сантиметр толщины материала.
4) Расчётное количество испаряемой влаги в секунду.
Мр = Мс ? х = 32,9 ? 1,15 = 37,8м. где
Х – коэффициент неравномерности скорости сушки, определяемый предложенный для камер периодического действия = 1,2. Для камер непрерывного действия х = 1.
2.4 Определение объёма циркуляционного агента сушки и его параметров на выходе из штабеля
1) Объем, циркуляционного по материалу агента сушки:
Vш = n ? ωмат ? F.с. шт, где
ωмат – скорость циркуляции по материалу, принятая ранее в технологическом расчёте, м\с;
F.с.шт – площадь осевого сечения штабеля, свободная для прохода агента сушки, м?
Количество штабелей определяется в зависимости от схемы циркуляции в камере. Площадь живого сечения штабеля для лесосушильных камер большинства систем.
F.с.шт = L * H * (1- βдл *βв)
F.с.шт = 6,5* 2,5(1 – 0,56) = 10,92м/с.
Vш = 6 * 2 * 4,992 = 59,9м/с
2) Масса циркуляционного по материалу агента сушки в секунду:
Gшт = 29,95\ 0,003 = 9983,3кг\с
3) удельный расход циркулирующего агента сушки на 1кг испаряемый влаги.
Gшт = gшт \ Мр =9983,3 \ 37,8= 264,1кг \ кг влаги
Мр=0,0279
4)Влага содержания агента сушки на выходи из штабеля.
D2 = (1000 \ gшт)+d1
D2 = (1000 /264,1)+300 = 300,4г\кг
Остальные параметры агента сушки на выходе из штабеля определяется при помощи построения линии процесса сушки на id – или td – диаграмме.
Точка характеризующую состояние агента сушки на входе в штабель находится по указанном в таблице 2а параметры. Точка2 характеризующая параметры агента сушки на выходе из штабеля получается на пересечение линий i = const, исходящих из точки 1, c линией D2 = const. Желательно, что бы температурный переход в штабеля
Δt шт = t1 – t2 не превышал 3-4 ˚с.Отрезок 1-2 характеризует изменения состояния агента сушки при прохождения его через штабель (линия процесса сушки ).Построение линии процесса сушки поясняет схемой. Полученные значения параметров агента сушки на выходе из штабеля, вносят в таблицу 2б.
Параметры агента сушки на выходе из штабеля
| № | Наименование | Обозначение | Единица измерения | Значение |
| 1 | Температура | T2 | ˚с | 75 |
| 2 | Относительная влажность | φ | % | 0,82 |
| 3 | Влагосодержание | D2 | Г \ кг | 300,4 |
| 4 | Теплосодержание | I2 | КДж \ кг | 57,8 |
| 5 | Парциальное давление | Pn2 | КПа | 32 |
| 6 | Плотность | р | Кг \ м? | 415,3 |
| 7 | Удельный объём | V2 | м? \ кг | 0,002 |
| 8 | Температура смоченного термометра 5 | Tm | ˚с | 74 |
| 9 | Удельная теплоёмкость перегретого пара | Cn1 | КДж \ кг ? град | _ |
Р. = Рн \ R * T – плотность, где