Проект сушильного цеху на базі камер СПЛК-1

ΣФ=3700        ΣУ=5929

 

2.1.4 Розрахунок  продуктивності камери в умовному матеріалі

Річну продуктивність камери в умовному матеріалі визначають за формулою:

, м3 ум/рік,

(2.6)

 

де 335 – тривалість роботи камери в рік, діб; τ_об.ум. – тривалість камерооборота при сушінні умовного матеріалу; Г – габаритний об’єм в усіх штабелів в камері:

Г= , м3

(2.7)

 

де L, B, H – відповідно габаритна довжина, ширина, висота штабеля, м; m – кількість штабелів в камері; β_ум. – коефіцієнт об’ємного заповнення штабелю умовним матеріалом.

Г=6,5·1,8·2,6·1=30,42 м³.

 м³ ум/рік.

 

2.1.5 Розрахунок необхідної  кількості сушильних камер

Необхідна кількість  сушильних камер визначають за формулою:

,  шт

(2.8)

 

де  - загальний об’єм умовного матеріалу визначено з табл.2.4.; П_у - річна (планова) продуктивність однієї камери в умовному матеріалі.

 шт.

Взята кількість камер  визначається округленням до ближнього  цілого числа.

Приймаємо до будівництва 5 камер СПЛК-1.

 

2.2 Тепловий  розрахунок

2.2.1 Вибір розрахункового  матеріалу

Проектні організації  за розрахунковий матеріал беруть, як правило, соснові обрізні дошки  товщиною 25 мм, шириною не менше 180 мм, початковою вологістю 80%, а кінцевою залежно від призначення.

В дипломному проекті за розрахунковий матеріал приймають матеріал, який найшвидше висихає із заданої специфікації.

Згідно заданої специфікації найшвидше висихає сосна:

Т=32 мм, Ш=100 мм, Д=6,0 м, W_п=90%, W_k=8%, τ_суш=79,1 год=3,2 доби,

τ_об.ф.=3,3 доби.

 

2.2.2 Визначення  параметрів агента сушіння на вході в штабель

Параметри агента сушіння  на вході в штабель визначаються за допомогою Id - діаграми. Точку 1, яка характеризує параметри агента сушіння на вході в штабель знаходять по параметрах другої ступені режиму сушіння розрахункового матеріалу (t₁,φ₁) значення параметрів агента сушіння на вході в штабель заносимо в таблицю 2.5

 

Таблиця 2.5

Параметри агента сушіння  на вході в штабель.

№	Назва	Позначення	Одиниця вимірювання	Значення
1	Температура	t1	0C	84
2	Відносна вологість	φ1	-	0,62
3	Вологовміст	d1	г/кг	338
4	Тепловміст (ентальпія)	I1	кДж/кг	980
5	Парціальний тиск	Pn1	Па	36100
6	Густина	ρ1	кг/м3	0,84
7	Питомий об’єм	V1	м3/кг	1,59
8	Температура мокрого  термометра	tm	0C	65

 

 

22.2.3 Розрахунок кількості випаруваної вологи

2.2.3.1 Маса вологи, що випаровується з 1 м3 деревини 

, кг/м3,

(2.9)

де ρ_ум – умовна густина розрахункового матеріалу, ρ_ум=400кг/м³; W_n, W_k – початкова і кінцева вологість розрахункового матеріалу.

 кг/м³.

 

2.2.3.2 Маса вологи, що випаровується за час одного  камерообороту

Моб.кам.=М1м3•Е, кг/об. кам.,

(2.10)

де Е – місткість камери в щільних м³.

Е=Г•βф, м3,

(2.11)

 

де Г – габаритний об’єм всіх штабелів у камері, м³.

Г=6,5·1,8·2,6·1=30,42 м³.

β_ф – коефіцієнт об’ємного заповнення штабеля фактичним матеріалом, β_ф=0,399.

Е=30,42·0,399=12,13 м³.

М_об.кам.=287·12,13=3481,3 кг/об.

 

2.2.3.3. Маса вологи, що випаровується в камері  за секунду 

, кг/с,

(2.12)

 

де τ_вл.суш. - загальна тривалість сушіння розрахункового матеріалу без врахування тривалості початкового нагріву і термовологообробок

τвл.суш. = , год.

(2.13)

 

 год.

 кг/сек.

 

2.2.3.4 Розрахункова  кількість випаровуваної вологи

Мр=Мс·х, кг/с,

(2.14)

де х – коефіцієнт нерівномірності швидкості сушіння; х=1,2.

М_р=0,014·1,2=0,016 кг/с.

 

2.2.4 Розрахунок  об’єму циркулюючого агента сушіння  і його параметрів на виході  з штабеля

Об’єм циркулюючого по матеріалу  агента сушіння визначається за формулою:

, м3/с,

(2.15)

 

де ω_шт. –розрахункова швидкість циркуляції агента сушіння через штабель, м/с, ω_шт..=2,5 м/с; F_ж.п.шт. – живий перетин штабеля, тобто площа вільна для проходу агента сушіння, м².

, м2,

(2.16)

 

де n – кількість штабелів в площині, перпендикулярній до напряму циркуляції агента сушіння, n=1; l i h – довжина і висота штабеля, м; β_в і β_Д – відповідно коефіцієнти заповнення штабеля по висоті і по довжині.

.

.

F_ж.п.шт.=1·6,5·2,6(1-0,92·0,56)=8,28 м².

V_ц=2,5·8,28=20,7 м³/с.

 

2.2.4.1 Маса циркулюючого  по матеріалу агента суміші  за секунду

, кг/с.

(2.17)

 

 кг/с. 

 

2.2.4.2 Питома витрата  циркулюючого агента сушіння на 1 кг випаруваної вологи

, кг/кг вол.

(2.18)

 

 кг/кг вол. 

 

2.2.4.3 Вологовміст  агента сушіння на виході зі  штабеля

, г/кг.

(2.19)

 

 г/кг.

Інші параметри агента сушіння на виході зі штабелю визначають за допомогою побудови ліній процесу сушіння на Id - діаграмі (рис.2.1). Точку 1, яка характеризує стан агента сушіння на вході в штабель, знаходимо за t₁, φ₁. Точку 2, яка характеризує параметри агента сушіння на виході зі штабелю, знаходимо на перетині ліній І=const (I₁=I₂) , яка виходить з точки 1, з лінією d₂=const.

 

Рис. 2.1 Схема побудови лінії процесу сушіння на Id -діаграмі

Таблиця 2.6

Параметри агента сушіння  на виході з штабеля

№	Назва	Позначення	Одиниця вимірювання	Значення
1	Температура	t2	0C	71
2	Відносна вологість	φ2	-	0,75
3	Вологовміст	d2	г/кг	339
4	Тепловміст (ентальпія)	I2	кДж/кг	980
5	Парціальний тиск	Pn2	Па	36150
6	Густина	ρ2	кг/м3	0,915
7	Питомий об’єм	V2	м3/кг	1,34
8	Температура мокрого  термометра	tm	0C	65

 

 

2.2.5 Розрахунок  припливно - витяжних каналів

2.2.5.1 Питома  маса свіжого і відпрацьованого  повітря

, кг пов/кг вип.вол.,

(2.20)

де d₀ – вологовміст свіжого повітря, г/кг при t=20⁰C, φ=60%, d₀=10-12 г/кг.

 кг пов/кг вип.вол.

 

2.2.5.2 Об’єм свіжого  і відпрацьованого повітря

, м3/с,

(2.21)

 

, м3/с,

(2.22)

 

де V₀ – питомий об’єм свіжого повітря, V₀ = 0,87 м³/кг,

V₀=3,03·0,016·0,87=0,042 м³/с;

V₂=3,03·0,016·1,34=0,064 м³/с.

 

2.2.5.3. Площа перетину  припливно-витяжних каналів

м2,

(2.23)

де ω_кан – швидкість руху агента сушіння в каналах, ω_кан=5м/с.

 м²;

 м².

Розмір сторони квадрата припливно-витяжних каналів визначаємо за формулою:

, м.

(2.24)

Припливний канал

.

Витяжний канал

 

2.2.6. Розрахунок  витрати теплоти на сушіння

2.2.6.1. Витрата  теплоти на початковий нагрів 1м³ деревини.

Для зимових умов.

, кДж/м3,

(2.25)

де ρ – фактична густина розрахункового матеріалу. Визначається по діаграмі густини. ρ =630 кг/м³ при ρ_ум.=360 кг/м³ , W_поч.=70%.

с₍₊₎; с_(-) – відповідно питома теплоємність деревини при додатній і від’ємній температурі. При визначенні питомої теплоємності деревини середню температуру деревини беруть:

для С_(-)      , ºС,

для С₍₊₎      , ºС,

де t₀ – зимова температура для місця будівництва сушильного цеху; t_наг –температура початкового нагріву, t₀=-20⁰С, t_наг.=94⁰С.

для С_(-)    t_сер.= ,

с_(-)=2,87 кДж/кг ⁰С,

для С₍₊₎    t_сер.= ,

с(₊₎=3,15 кДж/ кг ⁰С.

γ – скрита теплота плавлення льоду, γ=335 кДж/ кг,

W_г.р.=28 %,

Для середньорічних умов.

, кДж/ кг,

(2.26)

де t₀ – середньорічна температура деревини, t₀=7⁰C.

для С₍₊₎     ,

,

с₍₊₎=3,2 кДж/ кг ⁰С,

.

 

2.2.6.2 Питома  витрата теплоти при початковому  прогріванні на 1 кг випаровуваної  вологи 

Розраховується окремо для зимових і середньорічних умов:

, кДж/кг,

(2.27)