Проект цеха сушки пиломатериалов
2 Технологический расчёт камер и цеха
Министерство образования Российской Федерации
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ
УНИВЕРСИТЕТ
Факультет Механической технологии древесины
Кафедра Теплотехники
ПРОЕКТ ЦЕХА СУШКИ ПИЛОМАТЕРИАЛОВ
Пояснительная записка
(КП.ТКМ.000000.095 ПЗ)
Руководитель:
___________Ермолина Т.В
(подпись)
_________________
(оценка и дата)
Разработал:
Студент группы 44-1
____________Иванов И.А.
(подпись)
_________________
(дата)
РЕФЕРАТ
В курсовом проекте приведены результаты технологического, теплового и аэродина-
мического расчётов лесосушильной камеры “СПЛК-2”.
Курсовой проект содержит расчётно-пояснительную записку из 38 страниц печатного текста, 8 таблиц, 1 рисунка, 7 литературных источников и графическая часть из 2 листов формата А1.
СОДЕРЖАНИЕ
Введение 4
1.1 Назначение и область применения 5
1.2 Принцип действия 5
1.3 Устройство и принцип действия 5
1.4 Техническая характеристика 6
2 Технологический расчёт камер и цеха 8
2.1 Пересчет объёма фактического пиломатериала в объём условного материала 8
2.2 Определение производительности камер в условном материале 12
2.3 Определение необходимого количества камер 13
3 Тепловой расчёт камеры 14
3.1 Выбор расчётного материала 14
3.2 Определение массы испаряемой влаги 14
3.3 Выбор режима сушки 15
3.4 Определение параметров агента сушки на входе в штабель 15
3.5 Определение объёма и массы циркулирующего агента сушки 16
3.6 Определение объёма свежего и отработанного воздуха 19
3.7 Определение расхода тепла на сушку 20
4 Аэродинамический расчёт камеры 26
4.1 Расчёт потребного напора вентилятора 26
4.2 Выбор вентилятора 30
4.3 Определение мощности и выбор электродвигателя 31
Заключение 32
Список использованных источников 33
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.
Целью данной работы является выполнение технологического, теплового и аэродинамического расчётов лесосушильной камеры
Назначение и область применения
Камера СПЛК-2 предназначена для сушки пиломатериалов различных древесных пород и толщин в паровоздушной среде нормальными или форсированными режимами при температуре сушильного агента до 1800С.
Камера рекомендуется для деревообрабатывающих предприятий по производству мебели, лыж, музыкальных инструментов, паркета, столярных изделий, специальной тары. Она обеспечивает сушку пиломатериалов по I и II категориям качества.
На базе лесосушильной камеры СПЛК-2 рекомендуется разрабатывать проекты лесосушильных хозяйств и цехов мощностью 50 тыс. м3 условных пиломатериалов в год
Устройство камеры и её составных частей
Здание лесосушильной камеры выполнено из кирпича и железобетона. Камера по длине разделена металлической перегородкой на сушильное пространство и вентиляторное помещение.
В сушильном пространстве размещаются пиломатериалы, тепловое оборудование, направляющие экраны и оборотные блоки. Объем сушильного пространства рассчитан на загрузку двух штабелей, для загрузки и выгрузки которых уложены рельсовые пути.
В вентиляторном помещении размещаются вентиляторная установка и металлоконструкция для ее крепления, устройство для установки датчиков, приточно-вытяжные трубы, увлажнительные, паровые и конденсационные трубы. Для доступа в вентиляторное помещение в металлической перегородке устанавливаются две дверцы.
Для создания циркуляции сушильного агента в торцовой части камеры по ее оси на промежуточных валах устанавливается два осевых реверсивных вентилятора ЦАГИ серии У-12 №12,5. вентиляторы располагаются один над другим, приводятся в действие трехскоростным электродвигателем.
Агент сушки равномерно распределяется по длине штабелей благодаря циркуляционным каналам переменного сечения и направляющим экранам, установленным в начале этих каналов.
По длине камеры размещаются стационарные металлические и бетонные экраны и повторные шторки с устройством для управления ими.
Автоматическое регулирование процесса сушки основано на принципе регулирования температур и психрометрической разности приборами, серийно изготовляемыми отечественной промышленностью.
Реверсирование вентиляторов происходит автоматически с помощью КЭП-12У.
Техническая характеристика
1. Габаритный размер штабеля, мм:
длина * ширина* высота 6500*1800*2600
2. Количество штабелей, загружаемых
камеру, шт 2
3. Вместимость камеры в условных
пиломатериалах, м3 27
4. Годовая производительность в условных
пиломатериалах, м3 :
нормальный 2600
форсированный 3450
5. Побудитель циркуляции сушильного агента - осевой
реверсивный вентилятор, шт 2
6. Скорость циркуляции агента сушки через штабель, м/с 1,5-3,0
7. Устанавливаемая мощность электродвигателя
привода ротора вентилятора, кВт 10
8. Тепловое оборудование двухметровые
калориферов из биметаллических труб
9. Давление пара на вводе в камеру, МПа 0,4-0,5
10. Удельные расход пара на 1м3 условных
пиломатериалов, кг/м3, при режиме:
-нормальный 490
-форсированном 475
11. Внутренний объем камеры, м3 126,5
12. Габаритные размеры камеры:
длина*ширина*высота 9820*6380*3400
2 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ КАМЕР И ЦЕХА
2.1 Пересчёт объёма фактического пиломатериала в объём условного материала
Объём высушенного или подлежащего сушке пиломатериала заданной спецификации пересчитывается в объём условного материала <, по формуле:>
<, (2.1)>
где: < - объём высушенных или подлежащего сушке пиломатериала заданной>
спецификации, <;>
< - коэффициент пересчёта.>
Принимается <2000, 4000, 3000м3- по заданной спецификации пиломатериалов.>
Определение коэффициента пересчёта <:>
<, (2.2)>
где: <- коэффициент продолжительности оборота камеры;>
<- коэффициент вместимости камеры.>
2.1.1 Коэффициент вместимости камеры<:>
<, (2.3)>
где: < - коэффициент объёмного заполнения штабеля условным материалом;>
< - коэффициент объёмного заполнения штабеля фактическим материалом;>
Коэффициенты < иопределяются по формуле:>
<, (2.4)>
где: <- коэффициент заполнения штабеля по высоте;>
<- коэффициент заполнения штабеля по ширине;>
<- коэффициент заполнения штабеля по длине.>
Принимается: <= 0,9 - таблица 1.1[1] для обрезного пиломатериала, уложенного без шпаций;>
<=1,0 - при кладки в штабель материала одинаковой длинны.>
<=0,85 - с.8[1] - для условного материала.>
Все расчёты по определению коэффициентов < и сведены в таблице 2.1.>
Определение коэффициента заполнения штабеля по высоте<:>
<, (2.5)>
где: S - номинальная толщина высушиваемого материала, мм;
Sпр - толщина прокладок, мм;
Принимается <25; 40; 50мм - по заданной спецификации пиломатериалов;>
<=25 мм - с.9[1] - для условного материала;>
<=25 мм - с.7 [1] - для штабеля высотой 4,5 м.>
Определение объёмной усушки <, %:>
<, (2.6)>
где: <- коэффициент объёмной усушки;>
<- влажность, для которой установлены номинальные размеры по толщине и ширине пиломатериалов, %;>
<- конечная влажность высушенных пиломатериалов, %.>
Принимается:<- таблица 1.2[1] для ели;>
<- таблица 1.2[1] для сосна;>
<- таблица 1.2[1] для пихта;>
<- таблица 1.2[1] для сосны;>
<=20 % - с.8[1] для пиломатериалов внутрисоюзного потребления;>
<=10 % - c.8[3] для второй категории качества сушки пиломатериалов>
<=12 % - 6[1] для условного материала.>
Таблица 2.1 - Определение коэффициентов объёмного заполнения штабеля фактическими
пиломатериалами <и условным материалом >
Порода, вид и размеры пиломатериалов, мм |
<> |
<> |
<> |
<> |
<,>
% |
<,%> |
<,%> |
<,> |
<> |
1.Ель, обр. пиломат. <> |
0,5 |
0,9 |
1,0 |
0,43 |
20 |
8 |
5,16 |
0,427 |
1,07 |
2. Сосна, обр. пиломат. <> |
0,62 |
0,9 |
1,0 |
0,44 |
20 |
8 |
5,28 |
0,528 |
0,87 |
3. Пихта, обр. пиломатер. <> |
0,67 |
0,9 |
1,0 |
0,39 |
20 |
8 |
4,68 |
0,575 |
0,79 |
4. Сосна, обр. пиломат. <>
(усл. матер.) |
0,62 |
0,9 |
0,85 |
0,44 |
20 |
12 |
3,52 |
0,457 |
- |
2.1.2 Определение коэффициента продолжительности оборота камеры <:>
<, (2.7)>
где: <- продолжительность оборота камеры при сушке фактического материала данного размера и породы, суток;>
<- продолжительность оборота камеры при сушке условного материала, суток;>
Продолжительность одного оборота камеры при сушке фактического < или условного материала, суток, для камер периодического действия:>
<, (2.8)>
<, (2.9)>
где: <- продолжительность сушки фактического или условного материала, суток.>
Определение продолжительности сушки пиломатериалов (в часах), включая начальный прогрев и влаготеплообработку в воздушной камере с реверсивной циркуляцией при низкотемпературном процессе <, ч:>
<, (2.10)>
где; <- исходная продолжительность собственно сушки сосновых пиломатериалов заданной породы, толщины S1 и ширины S2 нормальными режимами в камерах с принудительной реверсивной циркуляцией средней интенсивности от начальной влажности 60 % до конечной влажности 12 %>
<- коэффициент, учитывающий категорию применяемого режима сушки;>
<- коэффициент, учитывающий характер и интенсивность циркуляции;>
<- коэффициент, учитывающий категорию качества сушки и характеризующий среднюю длительность влаготеплообработок;>
<- коэффициент, учитывающий начальную и конечную влажность древесины;>
<- коэффициент, учитывающий влияние длины заготовок на продолжительность процесса;>
Принимается:
<=55 ч - таблица 1.4[1] для нормального режима при сушке пиломатериала>
толщиной 25 мм и шириной 250 мм;
<=88 ч - таблица 1.4[1] для нормального режима при сушке пиломатериала толщиной 40 мм и шириной 250 мм;>
<=108 ч - таблица 1.4[1] для нормального режима при сушке пиломатериала толщиной 50 мм и шириной 280 мм;>
<=88 ч - таблица 1.4[1] для нормального режима при сушке пиломатериала толщиной 40 мм шириной 150 мм;>
<===1,0 с.11[1] для нормального режима;>
<=0,71- таблица 1.5[1] для ели; >
<=0,78- таблица 1.5[1] для сосна;>
<=0,81- таблица 1.5[1] для пихта;>
<=0,78 - таблица 1.5[1] для условного материала;>
<===1,15 - с.11[1] для пиломатериалов второй категории качества.>
<1,29; 1,29; 1,29; 1 - таблица 1.6[1];>
<1 - с.11[1]>
Результаты по определению продолжительности сушки сведены в таблицу 2.2.
Таблица 2.2 - Определение продолжительности сушки пиломатериалов
Порода, сечение
пиломате
риалов, мм |
Категория режима |
Категория качества сушки |
Влажность |
Исходная продолжительность сушки |