Расход теплоты на начальный прогрев

Для зимних условий удельный расход теплоты на начальный прогрев 1 м³ пиломатериалов (q ¢_пр, кДж/м³), складывается из ее затрат на нагревание замороженной древесины от начальной отрицательной температуры до 0⁰С, плавление содержащегося в древесине льда и нагревание древесины до температуры начального прогрева. Расход теплоты на начальный прогрев для среднегодовых условий учитывает только затраты теплоты на нагревание древесины от начальной положительной температуры до температуры прогрева.

Расчет расхода теплоты на начальный прогрев пиломатериалов (q ¢_пр, кДж/м³) будем выполнять по формулам (3.16) и (3.17), вначале для прогрева 1, далее для прогрева 2.

а) для зимних условий

               , кДж/м³;                   

где r _Д – плотность древесины расчетного материала, кг/м³;

r _Б – базисная плотность древесины расчетного материала, кг/м³;

с _(–), с ₍₊₎ – удельная теплоемкость древесины при средней отрицательной и средней положительной температуре, кДж/(кг×⁰С);

t ₀ – начальная температура древесины, ⁰С;

t _нп – температура начального прогрева, ⁰С;

W _сж – содержание воды, оставшейся в замороженной древесине в жидком состоянии, %;

g – скрытая теплота плавления льда, g = 335 кДж/кг.

б) для среднегодовых условий

                                 , кДж/м³;                                     

где с _д – удельная теплоемкость древесины в диапазоне температур от t ₀ до t _нп, кДж/(кг×⁰С);

Определим входящие в них параметры.

На основании выбранного режима сушки определяем температуру и продолжительность начального прогрева 2, которые соответственно составляют: t _нп = 65⁰С; τ_нп = 3,0 ч. Базисную плотность древесины сосны находим по приложению Е [2], а плотность при начальной влажности W _н = 90% – по рисунку 1 приложения Н [2]. Получаем: r_Б = 400 кг/м³, r_д = 760 кг/м³. Значения удельной теплоемкости с _(–), с ₍₊₎ и с _д определяем по диаграмме на рисунке 2 приложения Н [2]. При этом начальную температуру для зимних условий принимаем t ₀ = –20⁰С, для среднегодовых – t ₀ = 6⁰С (приложение М) [2]. Тогда для средней температуры t _ср = –20/2 = –10°С удельная теплоемкость составляет с _(–) = 2,25 кДж/(кг×⁰С), для средней температуры t _ср = 65/2 = 32,5⁰С – с ₍₊₎ = 3,1 кДж/(кг × ⁰С), для средней температуры t _ср = (6 + 65)/2 = 35,5⁰С  – с _(д) = 3,12 кДж/(кг×⁰С). Для начальной температуры t ₀ = –20⁰С принимаем содержание воды, оставшейся в замороженной древесине в жидком состоянии, W _с.ж= 18%.

Подставляем найденные значения параметров в формулы (3.16) и (3.17) и рассчитываем расход теплоты на начальный прогрев 1 м³ пиломатериалов:

– для зимних условий:

 кДж/м³;

– для среднегодовых условий:

                      кДж/м³.

Массу влаги, испаряемой из 1 м³ пиломатериалов принимаем исходя из вышеприведённых расчетов D₁ = 332 кг/м³.

Удельный расход теплоты при начальном прогреве, отнесенный к 1 кг испаряемой влаги (q _пр, кДж/кг), для зимних и среднегодовых условий рассчитываем по формуле (3.18)

                                       , кДж/кг;                                           

– для зимних условий:

                               кДж/кг.

– для среднегодовых условий:

                              кДж/кг.

Секундный расход теплоты на начальный прогрев (Q _пр, кВт) определяем для зимних условий по формуле (3.19)

                                     , кВт;                                         

где – Е - вместимость камеры, м³.

                           кВт.