Расчёт продолжительности цикла сушки

 Определим продолжительность цикла сушки заданных пиломатериалов, параметры которых приведены в таблице 2.5, и условного материала.

Таблица 2.5 – Параметры пиломатериалов

Порода древесины	Размеры пиломатериалов, мм			Начальная влажность, %	Конечная влажность, %
	длина	ширина	толщина
сосна	6000	200	25	90	7
сосна	5500	150	32	90	7
лиственница	6000	150	22	80	7
лиственница	4000	250	40	80	7

Продолжительность цикла сушки пиломатериалов (τ_ц, ч) рассчитываем по формуле (2.10):

                                  ,                                      

где τ_сс – продолжительность собственной сушки, ч;

τ_нп – продолжительность начального прогрева, ч;

τ_пвто – продолжительность промежуточной влаготеплообработки, ч;

τ_квто – продолжительность конечной влаготеплообработки, ч;

τ_ох – продолжительность охлаждения высушенных пиломатериалов, ч.

Продолжительность начального прогрева, промежуточной и конечной влаготеплообработки, а также охлаждения устанавливаются режимами сушки. Значения этих величин определяем для режимов Сat 11, Cat 21, Cat 22 по таблицам 9 и 10 приложения Ж [2].

Для сосновых пиломатериалов:

– τ_нп1 = 8 ч, τ_квто1 = 6 ч, τ_ох1 = 4 ч;

– τ_нп2 = 8 ч, τ_квто2 = 6 ч, τ_ох2 = 4 ч.

Для пиломатериалов лиственницы:

– τ_нп3 = 9 ч, τ_квто3 = 6 ч, τ_ох3 = 4 ч;

– τ_нп4 = 15 ч, τ_квто4 = 6 ч, τ_пвто4 =4 ч, τ_ох4 = 4 ч.

Суммарная продолжительность этих операций для условного материала с учетом того, что теплоносителем является пар, принимаем равной:

                                      , ч.

Для расчета продолжительности собственной сушки (τ_сс, ч) используем формулу (2.11):

                                       ,                                           

где τ_исх – исходная продолжительность сушки пиломатериалов, заданных породы древесины и размеров поперечного сечения нормальными режимами при начальной и конечной влажности 60 и 12% в камерах с реверсивной циркуляцией средней интенсивности (скорость циркуляции – 1 м/с), ч;

А _р, А _ц, А _в, А _д – коэффициенты, учитывающие жесткость (категорию) режима сушки, скорость циркуляции сушильного агента, начальную и конечную влажность пиломатериалов и длину сортиментов.

Исходную продолжительность сушки пиломатериалов (τ_исх, ч) определяем по таблице 1 приложения К [2] в зависимости от породы древесины, толщины и ширины материалов: τ_исх1 = 55 ч; τ_исх2 = 73 ч; τ_исх3 = 87 ч; τ_исх4 = 175 ч; τ_исху = 88 ч.

Коэффициент А _в, учитывающий начальную и конечную влажность древесины, принимаем по таблице 3 приложения К [2]: А _в1 = 1,58; А _в2 = 1,58; А _в3 = 1,51; А _в4 = 1,51; А _ву = 1,00.

Сушке подвергаются пиломатериалы, для которых отношение длины к толщине (l/S) > 40. Поэтому коэффициент, учитывающий длину сортиментов, принимаем равным А _д1 = А _д2 = А _д3 = А _д4 = 1,00.

Коэффициент, учитывающий жесткость режимов сушки заданных пиломатериалов и условного материала, принимаем по таблице 9 и 10 приложения Ж [2]: А _р1 = 1,1; А _р2 = 1,1; А _р3 = 1,25; А _р4 = 1,25; А _у = 1,10.

Исходными данными для нахождения коэффициента А _ц, учитывающего интенсивность циркуляции сушильного агента, являются произведение (τ_исх· А _р) и скорость циркуляции. Для заданных пиломатериалов и условного материала получаем:

                                     ч;

                                     ч;

                                  ч;

                                 ч;

                                    ч.

Для определения скорости циркуляции сушильного агента необходимо знать площадь живого сечения штабелей (f _ш, м²) заданных пиломатериалов и условного материала, которую рассчитаем по формулам (2.12) и (2.13):

                                                                                 

                                                                                            

где L _к – длина сушильного пространства камеры, м;

Н _ш – высота штабеля, м;

β_L – коэффициент заполнения камеры по длине;

β_в – коэффициент заполнения штабеля по высоте;

β_д – коэффициент заполнения штабеля по длине;

u _д – количество штабелей, устанавливаемых в камере по длине, шт.;

L _ш – длина штабеля, м.

Согласно технической характеристике сушильной камеры Cathild VS1E 180 ACC, а также выше приведённых расчетов, параметры, нужные для выполнения расчетов, имеют следующее значения: L _к = 12,86; L _ш1 = 6,0 м; L _ш2 = 5,5 м; L _ш3 = 6,0 м; L _ш4 = 4,0 м; Н _ш = 5,2 м; u _д1 = u _д2 = u _д3 = 2 шт; u _д4 = 3 шт; β_д1 = β_д2 = β_д3 = β_д4 = 1,0; β_в1 = 0,46; β_в2 = 0,52; β_в3 = 0,43; β_в4 = 0,57. Коэффициент заполнения штабеля по длине для условного материала принимаем равным β_ду = 0,85.

Для заданных пиломатериалов, а также для условного материала рассчитываем по формуле (2.12) коэффициент заполнения камеры по длине (β_L) и по формуле (2.13) – площадь живого сечения штабеля (f _ш, м²):

                                       ;

                                       ;

                                       ;

                                       ;

                                      ;

                           м²;

                           м²;

                           м²;

                           м²;

                            м².

Принимая скорость циркуляции сушильного агента в штабеле условного материала ω_у = 2,0 м/с и преобразую формулу (2.14), найдем объем сушильного агента (V _у, м³/с), циркулирующего в штабеле условного материала:

                                               м/с,                                                   

                                 м³/с.

Считая, что объем циркулирующего в камере сушильного агента не зависит от вида загруженного материала, т.е. V ₁ = V ₂ = V ₃ = V ₄ = V _у, по формуле (2.14) определяем скорость циркуляции в штабеле заданных пиломатериалов:

                                         м/с;

                                        м/с;

                                         м/с;

                                        м/с.

Используя таблицу 2 приложения К [2], по найденным значениям скорости циркуляции и произведения τ_исх · А _р, а так же метода интерполяции, находим коэффициенты, учитывающий интенсивность циркуляции сушильного агента: А _ц1 = 0,7; А _ц2 = 0,7841; А _ц3 = 0,827; А _ц4 = 0,977; А _цу = 0,80.

Рассчитываем продолжительность собственно сушки заданных пиломатериалов и условного материала. Результаты расчеты обобщаем в таблице 2.6.

                                ч;

                              ч;

                            ч;

                           ч;

                                ч.

Таблица 2.6 – Продолжительность собственно сушки пиломатериалов

Порода древесины, размеры поперечного сечения S ×b, мм	τисх, ч	Коэффициенты				Продолжительность собственно сушки τсс,ч
		А р	А ц	А в	А д
сосна, 25×200	55	1,1	0,7	1,58	1,0	66,9
сосна, 32×150	73	1,1	0,784	1,58	1,0	99,5
лиственница, 22×150	87	1,25	0,827	1,51	1,0	135,8
лиственница, 40×250	175	1,25	0,977	1,51	1,0	322,7
Условный материал	88	1,1	0,80	1,0	1,0	77,4

Расчет продолжительности цикла сушки выполняем по формуле (2.10) для заданных пиломатериалов, а также для условного материала. Результаты расчета представим в таблице 2.7:

                             ч = сут;

                           ч = сут;

                           ч = сут;

                         ч = сут;

                                ч = сут.

Таблица 2.7 – Продолжительность цикла сушки пиломатериалов

Порода древесины	Размеры поперечного сечения S×b, мм	Продолжительность операций, ч					Продолжи-тельность цикла сушки τц
		τсс	τнп	τпвто	τквто	τох	ч	сут
Сосна	25×200	66,9	8	-	6	4	84,9	3,5
Сосна	32×150	99,5	8	-	6	4	117,5	4,9
Лиственница	22×150	135,8	9	-	6	4	154,8	6,5
Лиственница	40×250	322,7	15	4	6	4	351,7	14,6
Условный материал	-	77,4	20				97,4	4,1