Главная Учебники - Разные Лекции (разные) - часть 52
|
Введение Сушка – обязательная часть технологического процесса выработки пиломатериалов. Непросушенные пиломатериалы не могут считаться готовой продукцией, подлежащей реализации, а технологический процесс их изготовления законченным. Влажные пиломатериалы подвержены грибковым заболеваниям и непригодны для дальнейшей механической обработки и производства из них готовых изделий. В настоящее время увеличение объёмов камерной сушки пиломатериалов происходит за счёт разработки, организации серийного производства и строительства новых лесосушильных камер, модернизации действующих устаревших конструкций и интенсификации работы камер, а также за счёт упорядочения технологической дисциплины в лесосушильных цехах и реализации мероприятий по улучшению качества сушки. Большое влияние на увеличение мощности камерной сушки пиломатериалов оказывает строительство новых камер непрерывного действия как отечественных, так и импортных. Современные лесосушильные камеры – сложный комплекс оборудования, требующий квалифицированного обслуживания. Уже появились на лесозаводах комплексные линии сушки (например, финской фирмы «Валмет»), включающие участки формирования штабелей, буферные склады со стороны загрузки и выгрузки пиломатериалов, транспортные средства, конвейерные линии возврата прокладок и подштабельных тележек. Целью данной работы является выполнение технологического, теплового и аэродинамического расчётов лесосушильной камеры. Термовакуумная камера ТВК 1 эл предназначена для сушки пиломатериалов и заготовок из древесины в заданных режимах температур и давлений в паровоздушной среде. Регулирование процессом сушки производится управлением работы электродвигателей, вентиляторов и вакуумного насоса включением и отключением нагревателей теплового агента (воды в ёмкости увлажнителя) с пульта управления, ручной регулировкой положения органов управления трубопроводной арматурой на панели управления, а также открытием и закрытием патрубков приточно-вытяжной вентиляции при работе в режиме конвективной сушки. Регулировка температуры теплового агента в камере производится в ручном режиме, предназначенном для единичных нагревов теплового агента до необходимой температуры, и в автоматическом режиме для подаержания заданной температуры теплового агента. Ручной режим регулировки температуры теплового агента производится включением кнопок подачи напряжения на ТЕНы при включении переключателя в положение температуры цифрового (сухой) и при нажатии кнопки М (мокрый). Контроль температуры объекта сушки проводится оператором по показаниям измерителя температуры цифрового при нажатии кнопки О. Камера состоит из следующих составных частей: корпус; система нагрева; система вакуумирования; система увлажнения; система кондиционирования; система управлении и измерения и агрегатной транспортировки. Корпус ТВК представляет собой полый цилиндр, на одном конце имеется дверь, другой глухой. Корпус и дверь изготовлены из алюминиевого сплава. Дверь установлена на шарнирном навесе. Поджатие двери в камере осуществляется прижимами. Система нагрева ТВК предназначена для нагрева теплового агента и включает в себя три группы электродвигателей типа ТЭН. Система воздухораспределения включает в себя три вентилятора с электродвигателями, воздушный коллектор, газораспределитель, приточно-вытяжную вентиляцию. Эта система предназначена для обеспечения достаточного объема тепла от ТЕНов тепловым агентом и равномерного его распределения по всему объему высушиваемого материала, а также для отвода испаряющейся влаги с поверхности материала. Система увлажнения предназначена для доведения агента до соответствующей необходимой влажности. Система включает в себя: емкость, ТЕНы (6 штук), датчики для определения температуры среды в емкости увлажнения. Система вакуумирования ТВК предназначена для отвода влаги, создания в камере разряжения. Система включает в себя: насос вакуумный водокольцевой, трубопровод. Система конденсирования предназначена для выделения влаги из теплового агента, сбору и отводу приточной вентиляции. Система управления включает в себя пульт управления и блок датчиков. 2.1 Пересчёт объёма фактического пиломатериала в объём условного материала
Объём высушенного или подлежащего сушке пиломатериала заданной спецификации пересчитывается в объём условного материала где Принимается Определение коэффициент пересчёта где Коэффициент вместимости камеры где Коэффициенты где Принимается Все расчёты по определению коэффициентов Определение коэффициента заполнения штабеля по высоте где S
– номинальная толщина высушиваемого материала, мм
; Принимается Определение коэффициента заполнения штабеля по длине где l
– средняя длина досок в штабеле, м
; Принимается Определение объёмной усушки где пиломатериалов, %; Принимается Таблица 2.1 – Определение коэффициентов объёмного заполнения штабеля фактическими пиломатериалами % % % 2.1.2 Определение коэффициента продолжительности оборота камеры где Продолжительность одного оборота камеры при сушке фактического где Определение продолжительности сушки пиломатериалов в воздушной камере периодического действия при использовании нормальных режимов где Принимается Результаты по определению продолжительности сушки сведены в таблицу 2.2. Таблица 2.2 – Определение продолжительности сушки пиломатериалов Таблица 2.3 – Пересчёт объёма фактических пиломатериалов в объём условного материала 2. Пихта, доски обрезные Общий объём условного материала Результаты пересчёта объёма фактических пиломатериалов в объём условного материала сведены в таблицу 2.3. 2.2 Определение производительности камер в условном материале
Годовая производительность камеры в условном материале где 335 – время работы камеры в году, суток
; Принимается Габаритный объём штабелей где nшт
– число штабелей в камере; l, b, h
– соответственно габаритная длина, ширина и высота штабеля, м
. Принимается nшт
=1; l
=6 м
; b
=1,2 м
; h
=1,2 м
– для ТВК – 1 эл. 2.3 Определение необходимого количества камер
Необходимое количество камер Принимается 7 камер ТВК – 1 эл. 2.4 Определение производственной мощности лесосушильного цеха
Производственная мощность лесосушильного цеха где 3. Тепловой расчёт камеры
3.1 Выбор расчётного материала
За расчётный материал принимаются осиновые обрезные доски толщиной 19 мм
, шириной 100 мм
, начальной влажностью 60%, конечной 15%. 3.2 Определение массы испаряемой влаги
Масса влаги, испаряемой из 1 где Принимается Масса влаги, испаряемой за время одного оборота камеры где Е
– вместимость камеры, Определение вместимости камеры Е
, где Г
– габаритный объём всех штабелей в камере, Принимается Г
=8,64 м3
; Масса влаги, испаряемой из камеры в секунду где Определение продолжительности собственно сушки где Принимается Определение продолжительности начального прогрева материала Принимается Расчётная масса испаряемой влаги где k
– коэффициент неравномерности скорости сушки. Принимается k
=1,2 – с. 28 [1] для камер периодического действия. 3.3 Выбор режима сушки
Для осиновых досок толщиной 19 мм
с III категорией качества из таблицы 3.4 [3] выбирается режим сушки 3-Г. 3.4 Определение параметров агента сушки на входе в штабель
По выбранному режиму 3-Г из таблицы 3.4 [3] принимается расчётная температура на входе в штабель По влагосодержание теплосодержание плотность приведённый удельный объём 3.5 Определение объёма и массы циркулирующего агента сушки
Объём циркулирующего агента сушки где Определение живого сечения штабеля где п
– количество штабелей в плоскости перпендикулярной входу циркулирующего агента сушки. Принимается п
=1 Масса циркулирующего агента сушки на 1 кг
испаряемой влаги Определение параметров воздуха на выходе из штабеля Параметры влажного воздуха на выходе из штабеля в камерах периодического действия определяется графоаналитическим способом. По Температура относительная влажность влагосодержание теплосодержание плотность приведённый удельный объём 3.6 Определение объёма свежего и отработанного воздуха
Масса свежего и отработанного воздуха на 1 кг
испаряемой влаги где Принимается Объём свежего (приточного) воздуха, поступающего в камеру где Принимается Объём отработанного воздуха (выбрасываемого из камеры) Расчёт приточно-вытяжных каналов камеры Площадь поперечного сечения приточного канала где Принимается Площадь поперечного сечения вытяжного канала 3.7 Определение расхода тепла на сушку
Расход тепла на начальный прогрев 1 1) Для зимних условий где Принимается 2) Для среднегодовых условий где Принимается Удельный расход тепла при начальном прогреве на 1 кг
испаряемой влаги Общий расход тепла на камеру при начальном прогреве Определение расхода тепла на испарение влаги Удельный расход тепла на испарение влаги в лесосушильных камерах с многократной циркуляцией при сушке воздухом где Принимается Общий расход тепла на испарение влаги Потери тепла через ограждения камеры Суммарные теплопотери через ограждения камеры где Теплопотери через наружную поверхность ограждения камеры в единицу времени где Принимается Теплопотери через торцовую стену и дверь в единицу времени Размеры камеры: длина Размеры двери: диаметр D =1,8 м
. Таблица 3.1 – Расчёт поверхности ограждений камеры Таблица 3.2 – Расчёт потерь тепла через ограждения tc
, °C
t0
, °C
tc
-t0
, °C
Qог
, кВт
Суммарные теплопотери через ограждения камеры с учётом поправки Удельный расход тепла на потери через ограждения Определение удельного расхода тепла на сушку где Принимается Определение расхода тепла на 1 м3
расчётного материала 3.8 Выбор типа и расчёт поверхности нагрева калорифера
Согласно заданию оставляем электронагреватели типа ТВК. 3.8.2 Тепловая мощность калорифера где Принимается Определение потребляемого количества электроэнергии за 1 год работы цеха Расход электроэнергии: 2,0…2,6 кBт*чac/м3
на 1% выпаренной влаги. где V – годовая программа, м3
; Принимается 4.1 Расчёт потребного напора вентилятора
Таблица 4.1 – Участки циркуляции воздуха в термовакуумной камере периодического действия типа «ТВК-1 эл» 1 2 3 4 Прямой канал Вход в штабель (внезапное расширение) Штабель Выход из штабеля (внезапное сужение) Определение скорости циркуляции агента на каждом участке где Определение площади поперечного сечения канала в плоскости, перпендикулярной потоку агента сушки на соответствующем участке Участок 1 Прямой канал где Принимается Участок 2 Вход в штабель (внезапное расширение) Участок 3 Штабель Участок 4. Выход из штабеля (внезапное сужение) Все расчёты по определению скорости циркуляции агента сушки сведены в таблицу 4.2. Определение сопротивлений движению агента сушки на каждом участке Участок 1. Прямой канал где Принимается Определение периметра канала Участок 2 Вход в штабель (внезапное расширение) где Принимается Участок 3. Штабель где Принимается Участок 4 Выход из штабеля (внезапное сужение) где Принимается Все расчёты по определению сопротивлений сведены в таблицу 4.3. Таблица 4.3 – Подсчёт сопротивлений Определение потребного напора вентилятора 4.2 Выбор вентилятора
Определение производительности вентилятора Определение характерного (приведённого) напора вентилятора Безразмерная производительность где Принимается Безразмерный напор 4.3 Определение мощности и выбор электродвигателя
Максимальная теоретическая мощность вентилятора Мощность электродвигателя для привода вентиляторов где Принимается По расчётной мощности электродвигателя лесосушильный камера пиломатериал термовакуумный В данном курсовом проекте были проведены технологический, тепловой и аэродинамический расчёты лесосушильной камеры «ТВК-1 эл», а также описаны специальные способы сушки пиломатериалов. В работе был произведен вентиляторов с приводами. Список использованных источников
1. Акишенков С.И. Проектирование лесосушильных камер и цехов: Учебное пособие по курсовому и дипломному проектированию для студентов спец. 26.02, 17.04. – Л.: ЛТА, 1992. – 87 с. 2. Шубин Г.С. Проектирование установок для гидротермической обработки древесины. – М.: Лесн. пром-сть, 1983. – 272 с. 3. Руководящие технические материалы по технологии камерной сушки древесины. – Архангельск: Изд-во ЦНИИМОД, 1985. – 142 с. 4. Богданов Е.С. Сушка пиломатериалов. – М.: Лесн. пром-сть, 1988. – 248 с. 5. Серговский П.С., Расев А.И. Гидротермическая обработка и консервирование древесины. – М.: Лесн. пром-сть, 1987. – 360 с.
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||