Проектирование лесопильной камеры

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Выбор способа сушки и сушильного оборудования определяется рядом факторов породным и сортиментным составам высушиваемых пиломатериалов, стоимостью энергоносителя, необходимой производительностью, производственными условиями и инвестиционными возможностями потребителя.

В настоящее время результаты изучения рынка сушильных камер показывают, что среди предлагаемых камер 90-95% классического типа: конвективные с разными системами приточно-вытяжной вентиляции и видами теплоносителя.

Сушка древесины - длительный и энергоемкий процесс. Тепловая энергия сушилок обычно вырабатывается в котельной. Тепловым носителем является пар или горячая вода. Электроэнергию из-за дороговизны используют редко.

1. Описание камеры ВК-4

Камера ВК-4 предназначена для сушки пиломатериалов хвойных и лиственных пород до эксплуатационной влажности в паровоздушной среде нормальными и форсированными режимами. Камера обеспечивает высушивание пиломатериалов по II категории качества сушки и рассчитана для применения на предприятиях деревообрабатывающей и других отраслей промышленности. На базе камеры ВК-4 рекомендуется разрабатывать проекты лесосушильных хозяйств и цехов мощностью до 80 тыс. м³ условных пиломатериалов в год. Здание лесосушильной камеры выполнено из монолитного железобетона, утепленного автоклавным пенобетоном. Камера вмещает четыре штабеля, загрузка и выгрузка которых производится по рельсовым путям на подштабельной тележке. Металлический горизонтальный экран разделяет камеру по высоте на две зоны - сушильную и циркуляционного канала. В зоне циркуляционного канала установлено шесть реверсивных осевых вентиляторов серии У12 N10 и двенадцать пластинчатых калориферов КФБ-11П. Для создания в камере необходимых температурно-влажностных параметров агента сушки в сушильной зоне по середине камеры дополнительно устанавливается 68 чугунных ребристых труб длиной 2 м. Камера оборудована системой пропарки. Пропарочная перфорированная труба устанавливается вдоль циркуляционного канала. Помимо основного назначения она служит для пожаротушения. Теплоносителем является насыщенный пар.

Металлический горизонтальный экран не перекрывает всю ширину камеры, а по всей его длине вдоль боковых стен имеются отверстия, через которые сушильный агент из циркуляционного канала попадает в сушильную зону. Отличительная особенность камеры - конструкция вентиляторного узла, представляющего собой съемный вентиляторный блок. Он состоит из направляющей коробки, вентилятора с приводом от электродвигателя через цепную двухрядную передачу, теплоизоляционного щита, гидросистемы для смазки и охлаждения подшипников. Направляющая коробка крепится на перекрытии камеры и служит для установки вентиляторного блока. Для воздухообмена при нормальном и форсированном режимах сушки пиломатериалов камера оборудована приточно-вытяжной системой и трубами, на которых установлены заслонки, сочлененные с электрическими исполнительными механизмами. Конструкция одностворчатых дверей и откидных участков рельсов обеспечивает надежную герметизацию дверных проемов. Закладные детали для прохода паровых труб и психрометрического устройства приточно-вытяжных труб герметизуются во время строительных работ. В камере ВК-4 предусматривается автоматическое регулирование температуры и психрометрической разности сушильного агента с помощью регулирующих приборов.

2. Расчет продолжительности сушки и оборота камеры

Общая продолжительность сушки фактического и условного материалов, включая начальный прогрев и влаготермообработку, находится по формуле:

Tсуш.=Tисх*Ар*Ац*Ав*Ак*Ад, ч; (1)

Где - Tисх. - исходная продолжительность собственно сушки пиломатериала заданной породы и размеров нормальным режимом от начальной влажности 60% до конечной 12% в камерах с раверсивной циркуляцией средней интенсивности, ч;

Ар, Ац, Ав, Ак, Ад - коэффициенты, учитывающие категорию режимов сушки Ар, интенсивность циркуляции Ац. Начальную и конечную влажность Ав, качество сушки Ак, длину материала Ад.

1) Сосна Tсуш=32*1*0,59*1,43*1,15*1=31.04, ч;

2) Ель Tсуш=84*1*0.72*1.43*1.15*1=99.45, ч;

3) Ясень Tсуш=72*1*0.72*1.25*1.15*1=74.52, ч;

4) Сосна Tсуш=26*1*0.54*1.21*1.15*1=19.53, ч

3. Продолжительность оборота камеры сушки в камерах периодического действия

Tоб=Tсуш+Tз.р (2)

Где Tсуш - продолжительность сушки, суток;

Tз.р - продолжительность загрузки и разгрузки камеры принимается равной 0.1 суток при механизированных способах загрузки камеры

1) Ель Tоб=1.29+0.1=1.39 (суток)

2) Сосна Tоб=4.14+0.1=4.24 (суток)

3) Береза Tоб=3.10+0.1=3.20 (суток)

4) Сосна Tоб=0.81+0.1=0.91 (суток)

4. Перевод объема подлежащих сушке фактических пиломатериалов в объем условного материала

Объем подлежащего сушке пиломатериала(Фi) переводится в объем условного материала (Уi) по формуле:

Уi=Фi*К*Ке; м? усл (3)

Где Фi-объем подлежащих сушке фактических пиломатериалов, заданных в спецификации, м?;

К-коэффициент продолжительности оборота;

Ке-коэффициент вместимости камеры

К=Tоб.ф/Tоб.усл (4)

Где Tоб.ф-продолжительность оборота камеры при сушке фактического материала, суток

Tоб.усл - продолжительность оборота камеры при сушке условного материала, суток

Ке=Еусл / Еф=вусл/вф (5)

Где Еусл - вместимость камеры на условном материале, м?;

Еф - вместимость камеры на материале заданной характеристики, м?;

Вусл - объемный коэффициент заполнения штабеля условным материалом;

Вф-объемный коэффициент заполнения штабеля фактическим материалом

В=вд*вш*вб*100*Уо/100; (6)

Где вд, вш, вб-линейные коэффициенты заполнения штабеля по его длине, ширине и высоте

Уо - объёмная усушка древесины, учитывающая уменьшение её объёма при высыхании до номинальной влажности товарных пиломатериалов (W-15%), принимается равной 7%

Вд=Lср/L; (7)

Вв=S/S+Sпр (8)

Где S - толщина пиломатериалов;

Sпр - толщина прокладок, обычно равная 25 мм.

5. Перевод объёма фактических пиломатериалов в объём условного материала

У_Ф=26500 У_усл=26670

6. Расчет годовой производительности камеры на условном материале

Нормативная годовая производительности камеры на условном материале рассчитывается по формуле:

Пу=335/Tоб.усл*вусл*Г, м?/год (9)

Где 335-плановая продолжительность работы камер в течении календарного года с учетом необходимости периодического ремонта, суток;

Г - габаритный объем всех штабелей в камере;

Г=L*B*H*m=121.7 м? (10)

Где L, B, H-габаритные размеры штабеля, м;

m - число штабелей в камере

Пу=335/3,4*0,438*121.7=5250.5 м³усл/год

7. Расчет потребного количества сушильных камер

Потребное количество камер рассчитывается:

n =?У / Пу (11)

где ?У - общий объем условного материала, м?усл;

Пу - годовая производительность одной камеры, м?усл

n =26670/5250.5=5.1

Принимаем для выполнения программы 6 камер.

Параметры агента сушки на входе в штабель

8. Расчет количества испаряемой влаги

Количество влаги, исчерпаемой из 1 м? древесины

М1 мі=сб*Wн-Wк/100, кг/м? (12)

Где сб - базисная плотность древесины, кг/м?

Wн, Wк - соответственно начальная и конечная влажность расчетного материала, %

М1 м?=(75-8)/100*400=268 кг/м³

Расчет количество влаги, испаряемой из древесины в секунду

Мр=(М1 м?*Г*вф*Ак*х)/3600*Tсуш (13)

Где Г - габаритный объем всех штабелей в камере, м?;

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

Ак - коэффициент, учитывающий качество сушки;

Х - коэффициент неравномерности скорости сушки, определяемый по рис. 1 для камер периодического действия х=1;

Tсуш - общая продолжительность сушки расчетного материала, ч.

Мр=(268*121.7*0.307*1.15*2)/3600*33.29=0,2 кг/сек.

9. Определение объема циркулирующего агента сушки и его параметров на выходе из штабеля

пиломатериал камера сушка лесопильный

Камеры периодического действия. Низкотемпературный (режим) процесс.

Объём циркулирующего по материалу агента сушки:

Vшт=n*?мат*Sж.сеч. шт., м?/с (13)

где n - количество штабелей в плоскости, перпендикуляпной направлению потока воздуха:

?мат - скорость циркуляции по материалу, принятая ранее в технологическом расчете, м/с

Sж.сеч шт. - площадь живого сечения штабеля (свободная для прохода агента сушки) м?

Площадь живого сечения штабеля для лесосушильных камер большинства систем:

Sж.сеч. шт.=L*H (1-вд*вв), м? (14)

Где L, H - длина и высота штабеля, м;

Вд, вв - коэффициент заполнения штабеля по длине и высоте, определяется соответственно по формуле;

Sж.сеч. шт.=2.6*6.5 (1-1.1*0,43)=8.9 м²

Vшт=2*2*8.9=35.6 м³/с

Влагосодержание агента сушки на выходе из штабеля:

d?=d?+1000*Мр*??/Vшт, г/кг (15)

где d?-влагосодержание агента сушки на входе в штабель, г/кг

Мр - количество влаги, испаряемой из древесины в секунду, кг/с

?? - удельный объем агента сушки, м?/кг

Vшт - объем циркулирующего агента сушки, м?/с

d?=1000*0,02*1,65/35,6+360=369 г./кг

Значение t? можно определить по формуле:

t₂=t₁ - (d₂-d₁/0.4+0.00037 (d₂+d₁)),°С (16)

t?=88 - (369-360/0,4+0,00037) 369+360)=76°С

Параметры агента сушки на выходе из штабеля

Размещено на Allbest.ru