Проектирование лесосушильной камеры

2.11. Выбор конденсатоотводчиков

Выбор их производится по коэффициенту пропускной способности k_υ кг/ч,

20Р_{КАМ.СУШ} 20*146,46

k_υ= ──────── = ────────── =1126,6 кг/ч

с_Г√∆_Рρ_К 0,29√0,085*934

где Р_{КАМ.СУШ} – расход пара на сушку в зимних условиях, равный расходу горячего конденсата, кг/ч; ∆_Р – перепад давления в конденсатоотводчике, МПа; ρ_К – плотность конденсата, кг/м³; с_Г – коэффициент, учитывающий снижение пропускной способности конденсатоотводчика при удалении горячего конденсата по сравнению с холодным; при ∆_Р≤0,2 МПа с_Г=0,29; ∆_Р>0,2 МПа с_Г=0,25.

Перепад давления в конденсатоотводчике

∆_Р=р₁-р₂=0,95*0,30-0,2=0,085 МПа

где р₁ – абсолютное давление пароводяной смеси перед конденсатоотводчиком, МПа (р₁=0,95р, где р – абсолютное давление пара перед калорифером, т.е. на коллекторе камеры, обычно задаётся); р₂ – абсолютное давление конденсата после конденсатоотводчика, МПа (давление в конденсационной магистрали, принимается от 0,1 до 0,2 МПа).

Если k_υ по расчёту получается больше 2500 кг/ч, то на камеру выбирается два конденсатоотводчика по суммарной пропускной способности, близкой к расчётной.

Принимаем конденсатоотводчик типа 45ч15нж с d_У=25 мм

Проход условн-ый dУ, мм	Коэффициент kυ, кг/ч	Размеры						Резьба трубная дюйм	Масса, кг
		L	L1	HМАКС	H1	D0	S
25	1250	120	18	250	28	100	46	1	6,55

2.3. Выбор режима сушки

Режим сушки выбирается в зависимости от породы и толщины расчётного материала, а также требований, предъявляемых к качеству сухой древесины.

В настоящее время установлены четыре категории качества сушки пиломатериалов.

Мы выбираем II категорию:

II – сушка пиломатериалов до W_СР.К=7…15% (мебельное производство, столярно-строительные изделия и др.).

2.3.1. Режимы сушки в камерах периодического действия (ГОСТ 19773-84)

В этих камерах применяются режимы низкотемпературного и высокотемпературного процесса.

2.4. Определение параметров агента сушки на входе в штабель

2.4.1. Агент сушки - влажный воздух

По выбранному режиму назначаются расчётная температура t₁ и относительная влажность воздуха φ₁ со стороны входа в штабель. Для камер периодического действия эти параметры берутся по второй (средней) ступени режима (W=35-20%).

Влагосодеражание d₁, теплосодержане I₁, плотность р₁ и приведённый удельный объём υ_ПР.1 определяются по Id-диаграмме. Если точка 1, характеризующая на Id-диаграмме состояние воздуха на входе в штабель, выходит за пределы диаграммы, парамеиры воздуха следует вычислять по известным уравнениям:

ρ_П1 33151,3

d₁=622 ───── г/кг= 622 ──────── =308,4 г/кг

ρ_а-ρ_П1 10⁵-33151,3

где ρ_П1 - парциальное давление водяного пара, Па; ρ_а – атмосферное давление воздуха (ρ_а≈1 бар=10⁵ Па).

Так как φ₁= ρ_П1/ ρ_Н1, то ρ_П1= φ₁ρ_П1=0,70*47359=33151,3 Па

где φ₁ – относительная влажность воздуха расчётной ступени режима; ρ_П1 – давление насыщения водяного пара при расчётной температуре режима.

Теплосодержание воздуха, кДж/кг,

I₁=1,0t₁+0,001d₁(1,93t₁+2490)=1,0*80+0,001*308,4(1,93*80+2490)=895,5 кДж/кг

Плотность воздуха, кг/м³,

d₁ 308,4

349-132────── 349-132────────

622+d₁ 622+308,4

ρ₁= ──────────── = ─────────────── =0,86 кг/м³

Т₁ 353

Приведённый удельный объём, м³/кг сух. возд,

υ_ПР.1=4,62 10^-6 Т₁(622+d₁)=4,62*10^-6*353(622+308,4)=1,52 м³/кг

где Т₁ – термодинамическая температура, К. Т₁=273+t₁=273+80=353 К

2.5.3. Определение параметров воздуха на выходе из штабеля

1000 1000

d₂= ───── +d₁ = ────── + 308,4=310,3 г/кг

m_Ц 513,1

Теплосодержание воздуха, кДж/кг, I₂=I₁

I₂-2,490d₂ 895,5-2,490*310,3

I₂=1,0t₂+0,001d₂(1,93t₂+2490). Откуда t₂= ──────── = ──────────── = 76,5

1,0+0,00193d₂ 1,0+0,00193*310,3

I₂=1,0*76,5+0,001*310,3(1,93*76,5+2490)=895 кДж/кг

Плотность воздуха, кг/м³,

d₂ 310,3

349-132────── 349-132 ──────

622+d₂ 622+310,3

ρ₂= ──────────── = ────────────── = 0,87 кг/м³

Т₂ 349,5

Приведённый удельный объём, м³/кг сух. возд,

υ_ПР.2=4,62 10^-6 Т₂(622+d₂)=4,62*10^-6*349,5(622+310,3)=1,50 м³/кг

где Т₂ – термодинамическая температура, К. Т₂=273+t=273+76,5=349,5 К

2.5.4. Уточнение объёма и массы циркулирующего агента сушки

1000 1000

m_Ц= ───── = ────── = 526,3

d₂-d₁ 310,3-308,4

Уточнение объёма V_Ц, м³/с, и массы G, кг/с, циркулирующего агента сушки

V_Ц= m _Цm _Рυ_ПР.1=526,3*0,025*1,52=20 м³/с

G_Ц= m _Цm _Р=526,3*0,024=13,1 кг/с

Если не задана скорость агента сушки через штабель, то она может быть определена или уточнена по V_Ц

V_Ц 20

υ_ШТ= ─────── = ───── =2

F_{Ж.СЕЧ.ШТ} 9,75

2.5. Определение объёма и массы циркулирующего агента сушки

2.5.1. Объём циркулирующего агента сушки, м³/с, определяется по формуле

V_Ц=υ_ШТF_{Ж.СЕЧ.ШТ}=2,0*9,75=19,5 м³/с

где υ_ШТ – расчётная (заданная) скорость циркуляции агента сушки через штабель, м/с; F_{Ж.СЕЧ.ШТ} – живое сечение штабеля, м².

F_{Ж.СЕЧ.ШТ}=nlh(1-β_В)=1*6,5*3,0(1-0,5)=9,75 м²

где n – количество штабелей в плоскости, перпендикулярной входу циркулирующего агента сушки; l, h – длина и высота штабеля, м; β_В – коэффициент заполнения штабеля по высоте.

2.5.2. Масса циркулирующего агента сушки на 1 кг испаряемой влаги, кг/кг

V_Ц 19,5

m _Ц= ──── = ─────── =513,1 кг/кг

m _Рυ_ПР.1 0,025*1,52

где υ_ПР.1 – приведённый удельный объём агента сушки на входе в штабель, м³/кг (определяется по Id-диаграмме или расчётным путём).

2.6. Определение объёма свежего и отработанного воздуха или перегретого пара

2.6.1. Масса свежего и отработанного воздуха на 1 кг испаряемой влаги, кг/кг,

1000 1000

m₀= ────── = ─────── =3,3 кг/кг

d₂-d₀ 310,3-10

где - d₀ влагосодержание свежего воздуха, г/кг (при поступлении из коридора управления или цеха d₀=10-12 г/кг; при поступлении наружного воздуха летом d₀ =10-12 г/кг; зимой d₀=2-3 г/кг).

2.6.2. Объём свежего (приточного) воздуха, поступающего в камеру, м³/с,

V₀= m _P m ₀ν_ПР.о=0,025*3,3*3,48=0,287 м³/с

где ν_ПР.о – приведённый удельный объём свежего воздуха, м³/кг (при t₀=20^оC; ν_ПР.о≈0,87 м³/кг).

2.6.3. Объём отработанного воздуха (выбрасываемого из камеры), м³/с,

V_ОТР= m _P m ₀ν_ПР.2 =0,025*3,3*1,50=0,123 м³/с

где ν_ПР.2, - приведённый удельный объём отработанного ( на выходе из штабеля) воздуха, м³/кг.

2.6.4. Расчёт приточно–вытяжных каналов камеры

Площадь поперечного сечения приточного канала, м²,

V₀ 0,287

ƒ_КАН= ───── = ───── =0,0717 м²

ν_КАН 4

где V₀ – объём свежего воздуха, м³/с;

V_О=m ₀m _Рν_ПР.0=3,3*0,025*3,48=0,287 м³/с

где ν_ПР.0 – приведённый удельный объём свежего воздуха, м³/кг.

Площадь поперечного сечения вытяжного канала, м²,

V_0ТР 0,123

ƒ_КАН= ───── = ──── =0,0307 м²

ν_КАН 4

где V_0ТР – объём отработавшего агента сушки, м³/с;

V_ОТР=m ₀m _Рν_ПР.2=3,3*0,025*1,50=0,123 м³/с

где ν_ПР.2 – приведённый удельный объём отработавшего агента сушки, м³/кг.

2.7. Определение расхода тепла на сушку

2.7.1. Расход тепла на начальный прогрев 1 м³ древесины

1.Для зимних условий, кДж/м³,

W-W_Г.Ж 60-17

q_ПР11м³= ρ_WС_(-)(-t₀)+ ρ_б  + Р_WС₍₊₎t_ПР=650*2,09*24+400────335+650*2,89*100=278074кДж/м³

100 100

где ρ_W – плотность древесины расчётного материала при заданной начальной влажности W_Н, кг/м³; ρ_б – базисная плотность древесины расчётного материала, кг/м³; W_Н – начальная влажность расчётного материала, %; W_Г.Ж – содержание незамёрзшей связанной (гигроскопичной влаги), %;  - скрытая теплота плавления льда (335 кДж/кг); С_(-),С₍₊₎ – средняя удельная теплоёмкость соответственно при отрицательной и положительной температуре, кДж/(кг ^оС); t₀ – начальная расчётная температура для зимних условий, ^оС; t_ПР – температура древесины при её прогреве, ^оС.

При определении удельной теплоёмкости древесины, средняя температура, ^оС древесины принимается:

t₀+0