Определение массы испаряемой влаги

Определение массы испаряемой влаги

Для всех заданных пиломатериалов последовательно рассчитываем массу влаги, испаряемой из 1 м³ древесины (D ₁, кг/м³), массу влаги, испаряемой за время одного оборота камеры (D _об, кг), и массу влаги, испаряемой в камере за 1 с (D _с, кг/с). При этом используют формулы:

                                                                                        

где D ₁– масса влаги, испаряемой из 1 м³ древесины, кг/м^3;

r _Б – базисная плотность древесины, кг/м³;

W_н, W_к – начальная и конечная влажность древесины, %;

                                                                                                

где D _об – масса влаги, испаряемой за время одного оборота камеры, кг;

E – вместимость камеры, м³;

                                                                                             

где D _с – масса влаги, испаряемой в камере за 1 с, кг/с;

t _сс – продолжительность собственно сушки, ч.

Рассчитываем массу влаги, испаряемой из 1 м³ древесины (D ₁, кг/м³), массу влаги, испаряемой за время одного оборота камеры (D _об, кг), и массу влаги, испаряемой в камере за 1 с(D _с, кг/с), учитывая, что базисная плотность сосны
r _Б = 400 кг/м³, а лиственницы r _Б = 520 кг/м³ принимаем по приложению Е [2]. Вместимость камеры и продолжительность собственно сушки расчетного материала определены в подразделе 2.3 (таблицы 2.2 и 2.5, соответственно).

                                 кг/м³;

                                 кг/м³;

                                кг/м³;

                                кг/м³.

 

 

Масса влаги, испаряемой за время одного оборота камеры:

                                  кг;

                                  кг;

                               кг;

                                кг.

Масса влаги, испаряемой в камере за 1 с:

                                     кг/с;

                                   кг/с;

                                  кг/с;

                                  кг/с.

На основании полученных результатов выбираем расчетный материал. За него принимаем пиломатериал из заданной спецификации, при сушке которых в единицу времени испаряется наибольшее количество влаги. В нашем случае это пиломатериал из сосны толщиной S₁ = 25 мм, у которого D _с = 0,23 кг/с. Весь последующий тепловой расчет будем выполнять только для расчетного материала.

Для выбранного расчетного материала определяют расчетную массу испаряемой за 1 с влаги (D _р, кг/с) по формуле (3.4)

                                                                                                  

где k _н.с – коэффициент, учитывающий неравномерность скорости сушки.

Значение коэффициента принимают в зависимости от конечной влажности древесины: при W _к = 16–20% k _нс = 1,1; при W _к = 12–15% k _н.с = 1,2; при W _к < 12% k _нс = 1,3 [2].

Исходя их того, что конечная влажность для расчетного материала составляет W _к = 7 %, то, коэффициент k _н.с = 1,3, а следовательно расчетная масса испаряемой влаги за 1 с будет равна:

                                     кг/с.

Определение расхода теплоты на сушку

Суммарный расход теплоты на сушку складывается из ее затрат на прогрев материала, испарение из него влаги и потерь через ограждения сушильной камеры. Затраты теплоты на прогрев ограждений, технологического и транспортного оборудования учитываются введением поправочного коэффициента. Расчет выполняют параллельно для зимних и среднегодовых условий.

Суммарный расход теплоты

Определение суммарного удельного расхода теплоты на сушку (q _суш, кДж/кг) также производят для зимних и среднегодовых условий. При этом используют формулу:

                                                                           

где C ₁ – коэффициент, учитывающий дополнительный расход теплоты на начальный прогрев ограждений камеры, транспортных средств, оборудования и др.

Для камер, загрузка и разгрузка которых производится автопогрузчиком,
C ₁ = 1,1–1,2. При этом если камера установлена вне помещения, для расчета используют большие значения коэффициента [1].

Поскольку у нас камеры, в которых разгрузка и загрузка производится автопогрузчиком, то С ₁= 1,2.

Суммарный удельный расход теплоты на сушку составит:

– для зимних условий:

              кДж/кг;

– для среднегодовых условий:

                кДж/кг.

Расчёт расхода теплоты на 1 м³ расчётного материала (q՛ _суш, кДж/м³) выполняем только для среднегодовых условий по формуле:

                                                                                              

                          кДж/м³.

Результаты расчета расхода теплоты на сушку обобщаем в таблице 3.4.

Таблица 3.4 – Расход теплоты на сушку

Статья расхода теплоты	Зимние условия			Среднегодовые условия
	На 1 м^3 древесины, кДж/м^3	На 1 кг испаряемой влаги, кДж/кг	За 1 с, кВт	На 1 м^3древесины, кДж/м^3	На 1 кг испаряемой влаги, кДж/кг	За 1 с, кВт
Прогрев материала	854,9	854,9		421,4	421,4	̶
Испарение влаги	969307	2919,6	875,88	929426	2799,5	858
Потери через ограждения	25540,8	76,9	12,09	18600	56	8,8
Расход теплоты на сушку	̶	1194843,5	̶	377861683	1138137,6	̶

Годовой расход тепловой энергии на сушку всего заданного объема пиломатериалов (Э _г, МДж/год и Гкал/год) определяем для среднегодовых условий по формуле

                                                  

где Ф – суммарный объем фактически высушенных (подлежащих сушке) пиломатериалов заданных размеров и пород, м³/год;

  с _t3 – поправочный коэффициент, учитывающий увеличение расхода теплоты при сушке пиломатериалов, сохнущих дольше расчетного материала.

Суммарный объем пиломатериалов, подлежащих сушке, рассчитываем, как сумму объемов всех заданных пиломатериалов.

                   м³/год

Коэффициент с _t3 определяют по таблице 3.4 [1] в зависимости от величины отношения средней продолжительности цикла сушки фактических пиломатериалов (t_ц.ср) к продолжительности цикла сушки расчетного материала (таблица 2.4). Значение t_ц.ср, сут., рассчитывают по формуле

                                                                                                    

где t_{ц. i} – продолжительность цикла сушки заданных пиломатериалов, сут;

 Ф _i – объем заданных пиломатериалов, м³/год.

          сут.

Для расчетного материала определяем отношение τ_ц.ср / τ_ц= 155,9/84,9=1,83, для которого по таблице 3.4 [1] принимаем значение поправочного коэффициента с _t3= 1,168.

Годовой расход тепловой энергии на сушку заданного объема пиломатериалов будет равен

                МДж/год;

           ГДж/год.

Затраты условного топлива (Т_у, т/год), соответствующие рассчитанному расходу тепловой энергии, определяем по формуле 3.31

                                                                                                

где Q _сг – теплота сгорания условного топлива, которая составляет 29 300 МДж/т или 7 Гкал/т.

                         МДж/т.

Расчет калориферов

Характеристика калориферов

Принимаем к установке компактные калориферы. На рис. 3.3 показана схема парового компактного калорифера.

Рисунок 3.3 – Компактный калорифер

Определение массы испаряемой влаги

Для всех заданных пиломатериалов последовательно рассчитываем массу влаги, испаряемой из 1 м³ древесины (D ₁, кг/м³), массу влаги, испаряемой за время одного оборота камеры (D _об, кг), и массу влаги, испаряемой в камере за 1 с (D _с, кг/с). При этом используют формулы:

                                                                                        

где D ₁– масса влаги, испаряемой из 1 м³ древесины, кг/м^3;

r _Б – базисная плотность древесины, кг/м³;

W_н, W_к – начальная и конечная влажность древесины, %;

                                                                                                

где D _об – масса влаги, испаряемой за время одного оборота камеры, кг;

E – вместимость камеры, м³;

                                                                                             

где D _с – масса влаги, испаряемой в камере за 1 с, кг/с;

t _сс – продолжительность собственно сушки, ч.

Рассчитываем массу влаги, испаряемой из 1 м³ древесины (D ₁, кг/м³), массу влаги, испаряемой за время одного оборота камеры (D _об, кг), и массу влаги, испаряемой в камере за 1 с(D _с, кг/с), учитывая, что базисная плотность сосны
r _Б = 400 кг/м³, а лиственницы r _Б = 520 кг/м³ принимаем по приложению Е [2]. Вместимость камеры и продолжительность собственно сушки расчетного материала определены в подразделе 2.3 (таблицы 2.2 и 2.5, соответственно).

                                 кг/м³;

                                 кг/м³;

                                кг/м³;

                                кг/м³.

 

 

Масса влаги, испаряемой за время одного оборота камеры:

                                  кг;

                                  кг;

                               кг;

                                кг.

Масса влаги, испаряемой в камере за 1 с:

                                     кг/с;

                                   кг/с;

                                  кг/с;

                                  кг/с.

На основании полученных результатов выбираем расчетный материал. За него принимаем пиломатериал из заданной спецификации, при сушке которых в единицу времени испаряется наибольшее количество влаги. В нашем случае это пиломатериал из сосны толщиной S₁ = 25 мм, у которого D _с = 0,23 кг/с. Весь последующий тепловой расчет будем выполнять только для расчетного материала.

Для выбранного расчетного материала определяют расчетную массу испаряемой за 1 с влаги (D _р, кг/с) по формуле (3.4)

                                                                                                  

где k _н.с – коэффициент, учитывающий неравномерность скорости сушки.

Значение коэффициента принимают в зависимости от конечной влажности древесины: при W _к = 16–20% k _нс = 1,1; при W _к = 12–15% k _н.с = 1,2; при W _к < 12% k _нс = 1,3 [2].

Исходя их того, что конечная влажность для расчетного материала составляет W _к = 7 %, то, коэффициент k _н.с = 1,3, а следовательно расчетная масса испаряемой влаги за 1 с будет равна:

                                     кг/с.