Расчет расхода тепла на сушку

Расход тепла на сушку складывается из затрат тепла на прогрев материала, испарении из него влаги и на теплопотери через ограждения камеры. Расчеты ведутся для зимних условий с целью определения максимальной нагрузки на ательную и ля среднегодовых условий с целью определения общих расходов пара на годовую программу.

а) Расход тепла на прогрев на1м³ древесины для зимних условий определяется по формуле:

ρWн=700

qпр1м³зим= qпр1кг.зим*ρ_Wн, кДж/кг                              (17)

qпр1м³зим=313+165*700=334600 кДж/кг;

б) Расход тепла на 1м³ древесины среднегодовых условий:

qпр.1м³ср.=qпр1кгср*ρWн, кДж/м³                                 (18)

qпр.1м³ср=313+95*700=285600 кДж/кг

в) Расход тепла на прогрев древесины в камере в секунду для зимних условий

Qпр.зим=(qпр1м³зим*Гпр*βф)/3600*Ʈпр кВт                     (19)

Где Гпр- габаритный объем прогреваемых штабелей м³;

В камерах периодического действия Гпр=Г

Βф-объемный коэффициент заполнения штабеля фактическим (расчетным) материалом;

Ʈпр- продолжительность начального прогрева древесины, ч

Qпр.зим=334600*121.7*0,307/3600*1,9=1828 кВт

Г) Расход тепла на прогрев древесины в камере в секунду для среднегодовых условий определяется по формуле:

Qпр.ср=(qпр1м³ср*Гпр*βф)/3600*Ʈпр, кВт                                (20)

Qпр.ср=(285600*121.7*0,307)/3600*1,9=1560, кВт

Д) удельный расход тепла начальный прогрев древесины( на 1 кг подлежащий испарению влаги) в зимних условиях

Qпр.зим=qпр1м³зим/М1м³;                                               (21)

qпр.зим=334600/268=1249 кДж/кг

в среднегодовых условиях:

qпр.ср=qпр1м³ср/М1м³;                                                    (22)

qпр.ср=285600/268=1066 кДж/кг

ж) Удельный расход тепла на испарение 1 кг влаги определяется для зимних и среднегодовых условий

qисп=1000(У₂-У₀/d₂-d₀)-Св*tпр, кДж/кг                                 (23)

где У₂,d₂- тепло и влагосодержание отработанного воздуха, выбрасываемого из камеры;

У₀d₀-тепло и влагосодержание свежего воздуха. Поступающего в камеру;

Св –удельная теплоемкость воды, Св=4,19 кдж (кг*град)

qисп.зим=1000(1021-46/369-10)-4,19*98=2289 кДж/кг

qисп.ср=1000(1021-17.5/369-5)-4,19*98=2389 кДж/кг

з) Расход тепла в камере на испарение влаги в секунду для зимних и среднегодовых условий

Qисп=qисп*Мр, кВт                                                        (24)

Где Мр –расчетное количество испаряемой влаги, кг/с

Qисп.зим=2289*0,2=458 кВт

Qисп.ср=2389*0.2=477 кВт

и) Расчет потерь тепла через ограждения камеры( крайней в блоке) в секунду выполняется для каждого ограждения для зимних и среднегодовых условий по формуле:

Qогр.зим=S*К*(tкам-tрасч)*С*10³, кВт;                                 (25)

Где S –площадь поверхностей ограждений ,м²;

К- коэффициент теплоотдачи данного ограждения,Вт(м²*град)

tкам- температура агента сушки в камере определяется как среднее значение температуры на входе и выходе из штабелей ,т.е.

tкам=t₁+t₂/2, С°;

tкам=88+83/2=85,5, С°

Где tрасч- расчетная температура вне камеры для зимних и среднегодовых условий, С°;

1.Qогр.зим=69.2*1.23(82-(-13))*2*10^-3=16.2 кВт

2.Qогр.зим=29.6*1.53(82-(-13))*2*10^-3=8.6 кВт

3.Qогр.зим=14.6*1.53(82-(-13))*2*10^-3=4.2 кВт

4.Qогр.зим=75.8*0.7(82-(-13))*2*10^-3=10.08 кВт

5.Qогр.зим=68.7*0.6(82-(-13))*2*10^-3=7.8 кВт

6.Qогр.зим=15*0.6(82-(-13))*2*10^-3=1.7 кВт

7.Qогр.ср=69.2*1.23(82-0.8)*2*10^-3=13.8  кВт

8.Qогр.ср=29.6*1.53(82-0.8)*2*10^-3=7.4  кВт

9.Qогр.ср=14.6*1.53(82-0.8)*2*10^-3=3.6 кВт

10.Qогр.ср=75.8*0.7(82-0.8)*2*10^-3=8.6 кВт

11.Qогр.ср=68.7*0.6(82-0.8)*2*10^-3=6.7  кВт

12.Qогр.ср=15*0.6(82-0.8)*2*10^-3=1.5  кВт

С-коэффициент увеличения теплопотерь, равный 1,5- при мягких режимах сушки и 2- при нормальных, форсированных и высокотемпературных режимах

Потери тепла через ограждения камеры

Таблица 6

ƩQогр.зим=48.6 ƩQср.зим=41.6

Схема камеры к расчету потерь тепла через ее ограждения.

К) Удельный расход тепла на потери через ограждения(на 1 кг испаряемой влаги)для зимних условий

qогр.зим=ƩQогр.зим/Мр, кДж/кг;                                             (26)

qогр.зим=48.6/0,2=243 кДж/кг

Л) удельный расход тепла на потери через ограждения для среднегодовых условий

qогр.ср=ƩQогр.ср/Мр, кДж/кг;                                              (27)

qогр.ср=41.6/0,2=208 кДж/кг

м) Суммарный удельный расход тепла на сушку ля зимних условий

qзим=qпр.зим+qисп.зим+qогр.зим, кДж/кг;                            (28)

qзим=1249+2289+243=3781,кДж/кг

н) Суммарный расход тепла на сушку для среднегодовых условий

qср=qпр.ср+qисп.ср+qогр.ср, кДж/г;                                      (29)

qср=1066+2389+208=3663, кДж/кг 

2.2.6 Определение расхода пара

Выбор конденсатоотводчиков

П=Дсуш.зим=0,3

dу=40

Техническая характеристика

Таблица 7

Диаграмма для выбора диаметра условного прохода термодинамического конденсатоотводчика

Рабочий режим процесса сушки в камерах периодического действия

Таблица 8

Расчет погрузочно- разгрузочного оборудования

Определяем средневзвешенную толщину материала по формуле:

Sср=(s₁*Ф₁+S₂*Ф₂+S₃*Ф₃+S₄*Ф₄)/ƩФ,мм                               (36)

Где S₁S₂S₃S₄-толщина высушиваемого материала;

Ф₁Ф₂Ф₃Ф₄- годовой объём высушиваемого материала данной толщины;

ƩФ-общий объём подлежащих сушке фактических пиломатериалов, м³

Sср=(25*8000+22*7000+50*5000+19*6500)/26500=27.5мм

Годовая производительность при формировании штабеля

Пгод= Псм*J*n, м³                                                           (37)

Пгод=45*2*260=23400м³

Количество лифтов требуемое для формирования штабеля при равномерной доставке пиломатериалов к участку формирования штабелей

N=(Ф*Кн)/Пгод                                                                (38)

N=(6500*1)/23400=0,27

Т.е. можно принять один лифт.

Следовательно, необходимо установить два лифта для формирования сушильных штабелей с загрузкой

F=100*(N/N₁)                                                             (39)

f=100*(0.27/1)=27%

Требования к качеству сушки

Таблица 9

Расчет формировочного участка и остывочного отделения

Псуш=ƩУ/335, (м²усл.мат)                                               (40)

П суш=26670/335=79.6 м³усл п/м

а) Для формировочного помещения.

Еф=Псуш*Zхр, (Zхр=1)                                                   (41)

Еф=79.6*1=79.6

Ескл=79.6

n_ф=Еф/Е1шт                                                                (42)

Е1шт=lшт*bшт*βусл

n_ф=79.6/13,3=5.9(6шт)

Принимаем 6 штабелей.

Fф=lшт*bшт*n_ф*1/βскл                                                   (43)                         

βскл=0,5

Fф=6,5*1,8*6*2=140

б) Для остывочного помещения.

Zхр=2

Еф=79.6*2=159.2

Ескл=159.2

n_ф =159.2/13,3=11.9 (12шт)

Принимаем 12 штабелей.

Fф=lшт*bшт*n*1 /βскл

Fф=6,5*1,8*12*2=181 м²

Заключение

В курсовом проекте я выполнила технологический расчет, в котором определила необходимое количество камер для выполнения программы. Выполнен тепловой расчет, где рассчитано количество тепла. В работе выполнен расчет механизма, при помощи которого формируются сушильные штабеля. Выполнены расчеты формировочного и остывочного отделений.

Литература

Кречетов И.В. Сушка и защита древесины. М.: Лесная промышленность, 1987

Богданов И.В. Справочник

Руководящие материалы

Id-диаграмма

Диаграмма объема и плотности