Витрати пари на сушильний цех

Максимальні витрати пари в зимових умовах.

де - кількість камер, в яких одночасно проходить нагрівання • матеріалу, приймають рівним 1/6 від загальної кількості камер, але не менше однієї.

. - інші камери, в яких проходить процес сушіння.

3.9.4. Середньорічні витрати пари на сушіння заданого об’єму пиломатеріалів.

де Ф - річний об’єм фактично заданого матеріалу, м³;

С_тр - коефіцієнт, що враховує витрати пари при сушінні пиломатеріалів, які сохнуть довше, ніж розрахунковий матеріал, визначають в залежності від величини відношення середньозваженої тривалості сушіння фактичного матеріалу : до тривалості сушіння розрахункового матеріалу - :

Середньозважена тривалість сушіння фактичних пиломатеріалів:

де - тривалість сушіння фактичних пиломатеріалів

окремо по породам і перетинам, діб (з технологічного розрахунку);

Ф_І, Ф₂,... Ф_п - річний об’єм тих самих пиломатеріалів окремо по

породам і перетинам, м³;

- річний об‘єм всіх пиломатеріалів, м³.

3.10. Визначення діаметрів трубопроводів.

Розраховують діаметри головної парової магістралі до сушильного цеху відводу до камери паропроводу до калорифера камери , паропроводу до зволожуючої труби а також діаметри конденсаційного трубопроводу від калорифера камери і конденсаційної магістралі

Отримані розрахунком діаметри трубопроводів звіряють по стандартним діаметрам труб.

Якщо діаметри не співпадають, то приймають найближчі більші.

3.10.1. Діаметр головної парової магістралі до сушильного цеху

де - годинні витрати пари цехом;

- щільність пари, кг/м³, приймається по таблиці в залежності від тиску;

- швидкість руху пари, приймають для магістралей 60-70 м/с.

3.10.2. Діаметр відводу до камери.

де - приймають рівною 40 - 50 м/с.

3.10.3.Діаметр паропровода до калорифера камери.

де - приймають рівною 25 - ЗО м/с.

3.10.4.Діаметр паропровода до зволожуючих труб.

де - приймають рівною 45 - 50 м/с.

3.10.5.Діаметр конденсаційного трубопроводу від калорифера камери.

де - щільність конденсату, можна приймати рівною 945 кг/м³,

- швидкість руху конденсата, приймають рівною 0.7-1 м/с.

3.10.6. Діаметр конденсаційної магістралі.

де m- загальна кількість камер в цеху,

- приймають рівною 1-2 м/с.

3.11. Вибір конденсатовідвідника.

Для видалення конденсату з калорифера переважно застосовують термодинамічні конденсатовідвідники.

Для вибору конденсатовідвідника необхідно знати Дкам.суш. і перепад тиску в конденсатовідвіднику.

∆Р = Р₁- Р₂, бар,

де Р1 - тиск перед конденсатовідвідником рівний 0.95 · Р бар;

Р2 - абсолютний тиск після конденсатовідвідника, приймають рівним 1 - 1.5 бар.

Конденсатовідвідник вибирають по таблиці. (Див. додатки).

3.12. Опис проведення процесу сушіння.

Даний розділ включає детальний опис вибору режиму сушіння і призначення ТВО, контроль за вологістю та напругами в деревині в процесі сушіння, а також.контроль за параметрами середовища і управління камерою.

4. Аеродинамічний розрахунок.

Мета: Вибір вентилятора, електродвигуна для його приводу та розрахунок припливно-витяжних каналів.

4.1 Схема ділянок опорів руху повітря.

4.2 Опір ділянок, визначених по формулі:

Δh =

ρ- щільність повітря (кг/м³);

V- швидкість на дільниці:

V =

V_с - об'єм циркулюючого в камері повітря, м³/с;

- площа поперечного перерізу дільниці в напрямку перпендикулярному руху повітря, м²;

-коефіцієнт місцевого опору повітря, який залежить від виду дільниці.

-може розраховуватися за формулою (для прямолінійних дільниць) або вибирається за таблицею.

В розрахунковій роботі Δh не розраховується, задається сума опорів на дільницях:

H_розр. = ∑Δh_1-n, Па

Для камери: - ЦНИИМОД-23. Н_розр. = 120-150 Па

- УЛ-1, УЛ-2, СПВ-62М, Н_розр. = 150-160 Па

СПЛК-1.

- СПВ-62. Н_розр. = 180 Па

- СПЛК-2. Н_розр. = 180-200 Па

- ЛТА, СПМ-1К. Н_розр. = 200-220 Па

- ВК-4. Н_розр. = 220-250 Па

Для ежекційних камер:

Н_розр. = ∑Δh_ст. + Н_дин. = 500-550 Па - для ЦНИИМОД-ГИПРОДРЕВ;

= 550-600Па - для ВНИИДМАШ.

4.3. Вибір вентилятора.

Вентилятор вибирають по напору Н_розр. і об’єму повітря, яке подається вентилятором – V_в.

V_в =

де: n - кількість вентиляторів по технічній характеристиці камери;

V_с - об’єм циркулюючого агента сушіння в секунду. м³/с.

Для ежекційних камер:

V_в =

де: n_еж. - кратність ежекції, приймається: n_еж. = 3.

Для вибору вентилятора знаходимо Н_хар. – напір для стандартного повітря:

Н_хар =

де: 1,2 кг/м³ - щільність стандартного повітря при t = 20⁰C і φ = 0,5.

За визначеними значениями Н_хар і V_в вибирається №, кількість обертів і

η_в – коефіцієнт корисної дії вентилятора.

Для того, щоб за характеристиками для нереверсивних вентиляторів вибрати вентилятор реверсивний – необхідно, об’єм повітря, що подається вентилятором, збільшити на 10%, а Н_хар. збільшити на 20-25%, а коефіцієнт корисної дії вентилятора η_в знизити на 10%.

V^/_в = V_в х 1,1, м³/год.

Н^/_хар. = Н_хар. х 1,25, Па.

η^/_в = η_в – 0,1 х η_в.

Визначаємо потужність, яку споживає вентилятор:

N_в = , кВт.

Для реверсивних вентиляторів:

N_в =

Визначаємо потужність електродвигуна для приводу вентилятора:

N_е/дв. = , кВт.

де: К_з - коефіцієнт запасу на пусковий момент (дивись додатки);

- коефіцієнт корисної дії, залежить від виду з'єднання вала двигуна і вала вентилятора:

= 1,0 - вентилятор на валу двигуна;

= 0,9 - клинопасова передача;

= 0,95 - з'єднання муфтою;

= 0,85 - ланцюгова передача (камера ВК-4).

n - кількість вентиляторів, які приводяться в дію одним двигуном:

(для камери ЦНИИМОД -23 - n = 6, для камери ЛТА - n = 2, для інших камер n = 1). По довіднику підбирається стандартний електродвигун, бажано двохшвидкісний.

4.4. Розрахунок припливно- витяжних каналів.

Канали служать для повітрообміну камери із оточуючим середовищем, з їх допомогою регулюється відносна вологість повітря в камері – φ.

В камерах із реверсивною циркуляцією повітря припливно-витяжні канали змінюють своє призначення і розраховуються по найбільшому об’єму повітря – по відпрацьованому – V_відпр.

В більшості камер припливно-витяжні канали круглого перерізу, тому необхідно визначити діаметр канала:

F_кан. = V_відпр./V_к, м₂

Швидкість в каналах приймається від 2,5 до 4 м/с.

d_к =

приймаємо діаметр канала в мм.

В камері ЦНИИМОД – 23 канали квадратного перерізу, необхідно знайти сторону квадрата:

В ежекційних камерах припливний канал круглого перерізу, а витяжний канал квадратного перерізу. Припливний канал розраховується по свіжому повітрі, а витяжний по відпрацьованому:

F_к.прит. = V₀ / V_к , м²

V_к = 2,5 – 3 м/с

d_k =

F_к.вит. = V_відпр. / V_к , м²

Література.

1. Кречетов Й.В. «Сушка й защита древесиньї», М., 1975г., 1987г.

2. Кречетов И.В. «Сушка древесиньї», М., 1980г.

3.Серговский П.С., Расев А.И. «Гидротермическая обработка и консервирование древесиньї», М., 1987г.

4. Соколов П.В. «Сушка древесиньї», М., 1968г.

5. Соколов П.В. «Проектирование сушильньїх й нагревательньїхустановок», М., 1935г.

6. «Справочник по сушке древесиньї» / Е.С. Богданов, В.А. Козлов,

В.Б. Кунтиш, В.Й. Мелехов /Под редакцией Е.С. Богданова. - 4-еизд., перераб. и доп. - М.: Лесн. пром - сть, 1990. - 304 с.

7.«Руководящие технические материальї по технологии камерной сушки древесиньї», ЦНИИМОД, 1985г.

Приклад розрахунку розрахункової роботи

(камера СПЛК – 1).

Вступ.

За своїм технологічним змістом процес сушіння і захисту деревини має за мету здійснення корінних змін в якості деревини і перетворення її на сировину для високоякісного матеріалу.

Така сировина органічного походження перетворюється в матеріал одностійкий, високоміцний, полегшений майже вдвічі, стабільний за формою і розмірами, який добре обробляється та опоряджується.

Основні завдання сушіння:

• обов'язкове масове сушіння пиломатеріалів при лісопильних заводах;

• обов'язкова широка механізація трудоємких вантажно-розвантажувальних робіт;

• автоматизація процесів керування;

• впровадження економічних заходів, стимулюючих розвиток сушіння пиломатеріалів;

• розробка і впровадження в сушильну практику нової передової технології сушіння деревини;

• модернізація старих малопродуктивних камер;

• застосування інтенсифікованого сушіння в комбінуванні з камерою;

• будівництво нових дешевих потужних сушильних камер для масового сушіння пиломатеріалів.

•

Сушіння деревини - один з найважливіших процесів деревообробної промисловості. Сушіння полягає у видаленні з матеріалу вологи шляхом її випаровування.

Вологість деревини, що іде на вироби і споруди, для яких необхідна стабільність розмірів і форми деталей, повинна бути знижена до величини, відповідної умовам експлуатації виробів. Сира деревина може загнивати, в той час, як суха деревина не гниє, краще обробляється, склеюється в щільні пакети, краще оздоблюється.

Сушіння деревини проводиться в сушильних камерах. Перед тим, як проводити камерне сушіння, рекомендується здійснювати атмосферне сушіння, тому що це зменшує час проведення процесу сушіння і збільшує продуктивність камери. Найбільш продуктивною є камера СПЛК-1.

1.1. Характеристика і робота камери СПЛК-1.

Камера СПЛК-1 - повітряно-парова, періодичної дії, з горизонтально-поперечною циркуляцією повітря -2.0 м/с, високопродуктивна, одношляхова, одноштабельна.

Габаритні розміри: довжина - 8,8 м, ширина— 3,2м, висота -3.2м.

Камера в будівельних огородженнях, розроблена Гіпродеревпромом. Призначена для будівництва на підприємствах, продукція яких вживає сухі пиломатеріали з деревини як хвойних так і листяних порід, а також-твердолистяних. Зокрема ці камери можуть бути використані на підприємствах по виробництву меблів, лиж, музичних інструментів,, паркету, столярних виробів, спеціальної тари і т. д.

Сушка пиломатеріалів в камері передбачає використання всіх режимів сушіння., що дає можливість висушувати пиломатеріали І і II категорії якості.

Проект передбачає розміщення камер СПЛК-1 безпосередньо в приміщенні, або на відкритому повітрі - як окрему споруду.

Являє собою будівельну коробку виконану з цегли й залізобетону. Камера по довжині розділена металевою перегородкою на два приміщення: сушильне і вентиляторне. В сушильному – розміщують матеріал, який підлягає сушінню, теплове обладнання, направляючі екрани і оборотні блоки. В вентиляторному приміщенні розміщують вентиляторну установку, пристрій для встановлення датчиків, припливно-витяжні канали, конденсаційні, зволожувальні, парові труби. Для доступу в вентиляторне приміщення в металевій перегородці встановлюють двоє дверцят.

Для здійснення циркуляції агенту сушіння, в торцевій частині камери, по її осі на подовжених поперечних валах встановлюють два осьових реверсивних вентилятора серії У-12, №12,5. Рівномірне розподілення агенту сушіння по довжині штабелю забезпечується направляючими екранами і циркуляційними каналами.

Калорифер складається з двох рядів чавунних ребристих труб, встановлених вертикально. Розміщення вздовж бічних стін камери. Е також зволожуюча система.

Під штабелями стаціонарно встановлені металеві і бетонні екрани, що забезпечують мінімальні втрати тепла.

Для герметизації дверних пройомів використані металеві одностулкові двері автоклавного типу, і відкидні ділянки рельс, що забезпечують герметизацію дверних пройомів по всьому периметру.

Переваги: наявність екранів, що захищають торці висушуємого матеріалу від пересихання. Існує можливість встановлювати різні швидкості руху агенту сушіння на різних етапах.

Робота камери.

Повітря підхвачується вентиляторами, попадає на калорифери, нагрівається і подається на штабеля матеріалу. Потім воно проходить крізь штабель, віддає своє тепло, виходить з нього, попадає знову на калорифери і нагрівається. Потім іде у вентиляторне приміщення. Далі процес повторюється. Через певний час напрямок руху повітря змінюється. Проходячи крізь штабель, повітря випаровує з пиломатеріалів вологу.

1.2. Вибір способу штабелювання.

Для проведення якісного процесу сушіння необхідно правильно вкласти матеріал в штабель. В камері СПЛК-1 циркуляція агента сушіння горизонтально-поперечна, тому вибираємо вкладання матеріалу без шпацій, в горизонтальних рядах.

Найбільш прогресивним є пакетний спосіб формування штабелю. Він більш продуктивний та економічний - порівняно зі способом вкладання щільним штабелем. При пакетному способі навіть ручне вкладання полегшується та прискорюється. Підготовка сушильних пакетів при ручному вкладанні може одночасно проводитись в декількох місцях сушильного цеху з різних пиломатеріалів.

Штабель вкладають, як правило, з пиломатеріалів одного перерізу. Допускається вкладати різної ширини, але вони повинні обов'язково бути однакової товщини.

Отже, вибираємо пакетний спосіб вкладання, використовуємо стандартні прокладки товщиною 25 мм. Розміри пакетів підбираємо виходячи з фактичних розмірів по найбільшій довжині висушуємих пиломатеріалів.

1.3. Вибір вантажно-розвантажувальних і транспортних засобів.

Для полегшення вкладання і розбирання штабелів приймаю – електровилковий навантажувач, пакети формуються вручну.

Складання штабелів на трекові візки відбувається за допомогою електровилкового навантажувача.

Завантаження і розвантаження в камері здійснюється траверсним візком, що також транспортує висушений матеріал на проміжний склад.

Підвіз сирого матеріалу до місця формування штабелів і вивіз сухого здійснюється електронавантажувачем.

2. Технологічний розрахунок.

Мета технологічного розрахунку - розрахувати необхідну кількість камер площу сушильного цеху.

Етапи технологічного розрахунку:

• перерахунок матеріалу в умовний;

• визначення обсягу умовного матеріалу;

• визначення продуктивності однієї камери в умовному матеріалі;

• розрахунок кількості камер і відсотку їх завантаження.

2.1. Перерахунок річної кількості висушуємого матеріалу в умовний.

Кількість фактично висушеного пиломатеріалу Ф переводимо в кількість умовного матеріалу У по співвідношенню:

У = Ф х К_τ х К_Е, м³/ум.рік

К_τ = τ_об.ф / τ_об.ум.

К_Е = β_ум. / β_ф.

Тривалість обороту фактична:

де τ_зав. = 0,1доби.

Тривалість сушіння фактичного материалу:

τвих - вихідна тривалість сушіння матеріалу, (с. 147-Богданов),

А_о- коефіцієнт режиму сушіння,(с. 148 - Богданов),

А_ц- коефіцієнт циркуляції агенту сушіння через штабель,(таб. 8,2-Богданов),

А_к- коефіцієнт якості сушіння матеріалу(с. 148-Богданов),

А_в- коефіцієнт вологості матеріалу,(таб. 8,3-Богданов),

А_д-коефіцієнт довжини матеріалу, (с. 148-Богданов).

Розрахунок тривалості сушіння заданих в специфікації матеріалів зводимо в таблицю 1.

таблиця 1

Визначаємо коефіцієнт К_τ:

К_τ б =6,3/3,4=1,85;

К_{τ Я} =8,7/З,4=2,55;

K_τB=4,8/3,4=1,41.

β_ум = 0,438- коефіцієнт заповнення штабеля умовним матеріалом.

β_фя=0,438;

β_фб = β_фв=0,399;- фактичні коефіцієнти заповнення штабелю.

Визначаємо коефіцієнт К_Е: К_Е.б=0,438/0,399=1,1; К_Е.Я=0,438/0,438=1,0; К_Е.в=0,438/0,399=1,1.

Визначаємо кількість умовного матеріалу:

Результати зводимо в таблицю 2:

таблиця 2

2.2. Визначення річної продуктивності камери в умовному матеріалі.

П_у =П_у.пит. х Г,м³, ум./ рік

де: П_у.пит. - питома продуктивність; (знаходиться по "Справочнику по сушке древесины" / Под. ред. E.C. Богданова);

Г - габарити штабелю.

Г = І хbх h х n,

де І, b, h - розміри штабелю;

n - кількість штабелів в камері.

Г=6,5х1,8х2,6х1 = 30,42м³

Пу = 44,5х30,42 = 1308 м ^Зум./рік

2.3. Розрахунок потрібної кількості камер.

m = . шт.

m =17409/1308 -13,3 шт.

Приймаємо 14 камер.