Проектирование лесосушильной камеры типа "TROCKENANLAGE VF 651/4DS"

Технологический, тепловой, аэродинамический расчет камер для высушивания сосновых пиломатериалов. Определение режима сушки. Выбор типа и расчет поверхности нагрева калорифера. Методика расчета потребного напора вентилятора. Планировка лесосушильного цеха.

Рубрика Производство и технологии
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 24.05.2012
Размер файла 889,5 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

TROCKENANLAGE VF 651/4DS

Рис. 1

На рис. 1 схематично показана камера периодического действия с внутренними размерами длиной L = 9,1 м, шириной B = 7,2 м, высотой H = 5,5 м и размерами одностворчатой двери шириной b = 6,5 м и высотой h = 4,2 м. Расчет теплопотерь производится отдельно для наружной боковой стены (Fбок), торцовой стены, выходящей в коридор управления (F'торц ), торцовой стены, выходящей в траверсный коридор (F"торц ), двери (Fдв ), перекрытия (Fпот ) и пола (Fпол ) камеры. Это вызвано тем, что материал и толщина ограждений различны, а температура наружной среды неодинакова. Температура наружной среды для всех ограждений, кроме пола, берется одинаковой (15 ? 20 C). Для пола можно брать наружную температуру по среднегодовым условиям или [(0 ? 4) + (15 ? 20 )] : 2 8 12 C, если они находятся внутри здания сушильного цеха и не соприкасаются с наружным воздухом. Расчет ведется, как правило, для крайней камеры блока без учета потерь через междукамерную боковую стенку.

Коэффициент теплопередачи многослойных ограждений подсчитывается по общеизвестной формуле, k ,

k = , (2.44)

где вн ? коэффициент теплоотдачи для внутренних поверхностей ограждений, где ;

н ? коэффициент теплоотдачи для наружных поверхностей ограждений, где ;

1 , 2 ..n ? толщина слоев ограждений, м;

1 , 2..n - коэффициент теплопроводности материалов

соответствующих слоев ограждений, .

Коэффициент теплопередачи пола kпол , , принимается равным половине коэффициента теплопередачи наружной стены

kпол = 0,5 kст , (2.45)

При проектировании современных лесосушильных камер коэффициент теплопередачи ограждений не должен превышать k 0.7 во избежание конденсации водяных паров сушильного агента на внутренних поверхностях ограждений.

Температура среды для камер периодического действия принимается равной средней температуре агента сушки на входе и выходе из штабеля, то есть tс, C

tс = ; (2.46)

где t1 - температура агента сушки на входе в штабель, C;

t2 - температура агента сушки на выходе из штабеля (из п. 2.5.3.), C.

tс ==59,2 C.

Расчет поверхности ограждений камеры целесообразно выполнять по форме таблицы 6.

Таблица 6

Расчет поверхности ограждений камеры

Наименование ограждений

Площадь, м2

1.Наружная боковая стена

50,05

2.Торцовая стена со стороны

коридора управления

39,6

3.Передняя торцовая стена

12,3

4.Пол/потолок

65,52

5.Дверь

27,3

Рассчитаем коэффициент теплопередачи для наружных боковых стен и перекрытия, kст , по формуле (2.44), если коэффициент теплоотдачи для внутренних поверхностей ограждений принимается ориентировочно ВН = 25 ; толщина алюминиевого щита 1=3 =0,002 м; коэффициент теплопроводности алюминия 1=3=240 ;толщина минеральной ваты 2=0,146 м; коэффициент теплопроводности минеральной ваты 2=0,07 ; коэффициент теплоотдачи для наружных поверхностей ограждений Н = 9 - для наружного воздуха.

kст = 0,45 Вт/(м2 ?С)

Коэффициент теплопередачи пола kпол , , в таком случае будет равен

kпол = .

Рассчитаем коэффициент теплопередачи для двери камеры, kдв,,по формуле (2.44), если коэффициент теплоотдачи для внутренних поверхностей ограждений принимается ориентировочно ВН =25; толщина алюминиевого щита 1=5=0,002 м; коэффициент теплопроводности алюминия 1=5=240 ; толщина слоя асбестового картона 4=2=0,086 м; коэффициент теплопроводности асбеста 2=4=0,07 ; толщина минеральной ваты 3=0,086 м; коэффициент теплопроводности минеральной ваты 3=0,07 ; коэффициент теплоотдачи для наружных поверхностей ограждений Н = 9 - для наружного воздуха.

kдв = .

Примем расчетную температуру наружного воздуха to =17 C . Расчет тепла через ограждения удобно вести по форме таблице 7.

Таблица 7

Расчет потерь через ограждения

Наименование

ограждений

Fог , м2

kогр ,

tс, C

to , C

tс - to , C

Qог , кВт

зимой

среднегодовая

зимой

Среднегодовая

Зимой

среднегодовая

зимой

среднегодовая

1.Наружная боковая стена

50,05

0,45

59,2

59,2

-32

0,2

91,2

59

2054,1

1328,8

2.Торцовая стена со стороны

коридора управления

39,6

0,45

59,2

59,2

20

20

39,2

39,2

698,5

698,5

3.Передняя торцовая стена

12,3

0,45

59,2

59,2

-32

0,2

91,2

59

504,8

326,6

4.Пол/потолок

65,52

0,225

59,2

59,2

0,2

0,2

59

59

869,8

869,8

5.Дверь

27,3

0,45

59,2

59,2

-32

0,2

91,2

59

1120,4

724,8

Общие потери тепла Qог =

5247,6

3948,5

По примечанию с.44 /1/ суммарные теплопотери через ограждения Qог увеличивают в 1,5 раза, следовательно суммарные теплопотери через ограждения будут равны Qог

Qог=4,292·1,5=6,438 кВт

Удельный расход тепла на потери через ограждения высчитывается по формуле, qогр ,

qогр = ; (2.47)

Подставим данные и найдем удельный расход тепла, qогр

qогр = 214,6 .

2.7.6 Определение удельного расхода тепла на сушку

Удельный расход тепла на сушку можно вычислить по следующему выражению, qсуш ,

qсуш = (qпр +qисп + qогр1 , (2.48)

где с1 ? коэффициент, учитывающий дополнительный расход тепла на началь- ный прогрев камер, транспортных средств, оборудования и др.;

qпр ? удельный расход тепла при начальном прогреве на 1кг испаряемой вла- ги, ;

qисп ? удельный расход тепла на испарение влаги, ;

qогр ? удельный расход тепла на потери через ограждения .

Найдем удельный расход тепла на сушку в зимние время года, qсуш

qсуш = ( 1125,7 +2941,95+214,6)•1,2 =5138,7.

Найдем удельный расход тепла на сушку в летнее время года, qсуш

qсуш = ( 625,6+ 2763,8+214,6)•1,2 =4324,8 .

2.7.7 Определение расхода тепла на 1 м3 расчетного материала

Вычисление удельного расхода тепла на 1 м3 расчетного материала производится для среднегодовых условий по формуле, qсуш 1м3 ,

qсуш 1м3 = qсуш m3 , (2.49)

где m1 м3 ? масса влаги, испаряемая из 1 м3 пиломатериалов, .

qсуш ? удельный расход тепла на сушку можно вычислить по следующему выражению,.

Подставим известные величины и определим удельный расход тепла на 1 м3 расчетного материала, qсуш 1м3

qсуш 1м3 = 4324,8 •296=1280140,8

2.8 Выбор типа и расчет поверхности нагрева калорифера

2.8.1 Выбор типа калорифера

Из всего многообразия серийно выпускаемых калориферов (основное название воздухонагреватель по ГОСТ 7201-80) для лесосушильной техники следует рекомендовать спирально-накатные (биметаллические). Это так, называемые компактные калориферы, которые могут довольно надежно работать в агрессивной среде лесосушильных камер.

До настоящего времени используются и чугунные ребристые трубы, недостатком которых является большое количество фланцевых соединений при сборке. Последние могут быть заменены на биметаллические трубы с наружным диаметром 56 мм. Из этих труб в заводских уровнях можно легко изготовить требуемый по тепловой мощности и живому сечению калорифер с минимальным количеством фланцевых соединений.

2.8.2 Тепловая мощность калорифера

Тепловая мощность калорифера, то есть количество передаваемой им в единицу времени тепловой энергии в кВт, определяется расходом тепла на сушку в единицу времени для зимних условий. Для камер периодического действия тепловую мощность калорифера определяют по формуле, Qк , кВт

Qк = (Qпр + Qогр 2 , (2.50)

где Qисп ? общий расход тепла на испарение влаги, кВт;

Qог ? теплопотери через ограждения камеры, кВт;

с2 - коэффициент неучтенного расхода тепла на сушку, с2 = 1,2 .

Подставим все данные и найдем тепловую мощность калорифера, Qк

Qк = (539,837 + 6,438)•1,2 =655,53 кВт.

2.8.3 Расчет поверхности нагрева калорифера

Схема калорифера из биметаллических труб

Рис. 4

Поверхность нагрева калорифера вычисляется по формуле, Fк, м2

Fк = ; (2.51)

где k - коэффициент теплопередачи калорифера, ;

Qк ? тепловая мощность калорифера, кВт;

tТ - температура теплоносителя (вода), C ;

tс - температура нагреваемой среды в камере (воздух, перегретый пар), C ;

с3 - коэффициент запаса, учитывающий загрязнение поверхности калорифера.

Температуру среды вычисляли по формуле (2.46), tс =59,2 C. Температура и плотность теплоносителя зависят от его давления и принимаются по табл. 2.9, с. 47 /1/. Температура теплоносителя равна tТ = 95 C.

В формуле (2.51) неизвестен k. Для его определения в камерах с принудительной циркуляцией надо знать скорость агента сушки через калорифер vк, которую можно подсчитать если известно живое сечение калорифера Fж.с.ч .

Установим живое сечение калориферов, Fж.с.к , м2 , по следующей формуле

Fж.с.к.= Fкан•(1 - Кf), (2.52)

где Fкан ? Площадь сечения канала, перпендикулярная потоку воздуха, в котором размещены трубы калорифера, м2;

Кf - коэффициент проекции труб на площадь, перпендикулярную потоку.

Коэффициент проекции зависит от шага s размещения труб и при величине шага 100 мм равен 0,350.

Примем ширину Bкан и длину канала Lкан соответственно 1,2 и 6,5 м. Рассчитаем площадь сечения канала Fкан , м2

Fкан = 1,2?6,5= 7,8 м2.

По формуле (2.52) найдем живое сечение калориферов, м2

Fж.с.к.пл=7,8•(1 - 0,466) = 4,2 м2.

Зная площадь живого сечения можно определить скорость циркуляции агента сушки через калорифер vк1 , , по формуле

vк 1 = , (2.53)

где Vц ? объем циркулирующего агента сушки, ;

Fж.с.к.пл. ? живое сечение биметаллических калориферов , м2 .

Подставим все значения и найдем скорость циркуляции агента сушки через калорифер, vк1

vк1 = .

Коэффициент теплопередачи калорифера k определяется по по табл.2.11, с.53/1/, по скорости циркулирующего агента сушки через калорифер vк1 ,, k=30 . Определив все необходимые значения из формулы (2,51) найдем площадь нагрева калориферов

Fк=732,44 м2.

Определим требуемое количество труб nтр по формуле

nтр=. (2.54)

где fтр - поверхность нагрева одного калорифера, м2 .

Рассчитаем поверхность нагрева одного калорифера, fтр м2,по формуле

fтр = L тр•Sтр, (2.55)

где Lтр - длина трубки калорифера, м;

Sтр - площадь нагрева 1 м биметаллической трубы диаметром 56 мм, равная 1,3 м2,

Определим поверхность нагрева одного калорифера, fтр м2.

fтр = 2,9•1,3 = 3,77 м2

Вычислив все неизвестные значения определим требуемое количество труб nтр по формуле (2.54)

nтр== 194 труб.

Проверим достаточность площади нагрева , рассчитав Fк1ряд однорядное калорифера установленного как показано на рис.4 по формуле

Fк1ряд==124,38 м2

где 1200- ширина канала;

2 - число секции;

2,95 -длина одной трубки;

1,3 - площадь нагрева трубки длиной в 1 м.

Тогда число рядов составит =5,9 штук.

Таким образом устанавливаем два калорифера с числом рядов равным шести.

2.9 Определение расхода воды

2.9.1 Количество циркулирующей воды на камеру

Определяется для зимних условий для камер периодического действии:

а) в период прогрева

(2.73)

где Св = 4,19 кДж/кг°С -- теплоемкость воды; tпр -- температура воды в прямой магистрали, °С; tобр -- температура воды в обратной магистрали, °С; с2 коэффициент неучтенных потерь тепла.

Обычно разница температур не должна превышать величину 10--15°С.

б) в период сушки:

(2.74 )

Получаем соответствующие значения расхода воды

а) в период прогрева:

Pкам. пр==56322,39 кг/ч

б) в период сушки:

Pкам.суш==12796,69 кг/ч

2.9.6 Количество циркулирующей воды на цех, кг/ч

Максимальное количество циркулирующей воды в зимних условиях на сушильный цех, состоящий из камер периодического действия

(2.74)

где nкам.пр-- число камер, в которых одновременно идет прогрев материала (принимается равным 1/6 от общего числа камер и не менее одной при любом малом числе камер); nкам.суш -- остальные камеры цеха, в которых идет процесс сушки.

Pцех= 56322,39 + 12796,69 = 69119,08 кг/ч

2.10 Определение диаметров водопроводов

Прежде, чем приступить к расчету диаметров водопроводов горячей воды, необходимо составить схему теплоснабжения, которая состоит из следующих элементов:

--прямая магистраль от котельной к коллектору камер (dпр. маг) (на прямой магистрали показать сетевой насос с ручными запорными вентилями до и после насоса);

-- прямой коллектор (dпр. кол) с отводами к калориферам камер (dпр. кам) (на прямых отводах к калориферам показать трехходовые клапаны, за ними перекачивающие насосы на каждую камеру с ручными запорными вентилями);

--обратный коллектор (dобр. кол) с отводами от калориферов камер (dобр. отв) (соединить обратный отвод от калориферов с трехходовым клапаном; перед соединением отвода от калориферов с обратным коллектором показать место установки обратного клапана);

--обратная магистраль от коллектора к котельной.

Завершается разработка схемы теплоснабжения камер созданием малого круга циркуляции горячей воды. Это необходимо для постоянной циркуляции воды в котле в случае, когда во всех камерах перекрывается подача горячей воды в калориферы. Это может быть осуществлено соединением прямого и обратного коллекторов трубой с обратным клапаном, пропускающим воду только в одном направлении из прямого в обратный коллектор.

Выше описана, так называемая, качественная система регулирования, как наиболее эффективная для современных сушильных камер.

При использовании водяного теплоснабжения диаметры прямых и обратных элементов системы одинаковы.

1. диаметр прямой магистрали от котельной к коллектору, м

(2.75)

где Pцеха-- количество циркулирующей воды на цех, кг/ч; рв -- плотность воды кг/м3 (выбирается в зависимости от давления воды в водопроводе, таблица 2.9); vв -- скорость воды, м/с (принимается от 1,5 до 2 м/с).

Скорость воды принимаем равной 2 м/с.

dпр. маг= dобр. маг= 1,27 = 0,11 м

2. диаметр отвода к калориферам камеры, м

(2.76)

где количество циркулирующей воды на камеру в период прогрева для зимних условий, кг/ч; vв -- скорость воды в отводах, м/с (принимается от 1,0 по 1.5 м/с).

Cкорость воды в отводах принимаем равной 1,5 м/с

dпр. кам= dобр. кам= 1,27 = 0,1 м

3. диаметр коллектора (прямого и обратного), м

(2.77)

где n -- количество камер в цехе; dпр. кам -- диаметр отвода на камеру.

dкол.пр= dкол.обр = 2?(0,1)2= 0,14 м

4. диаметр труб к форсункам распыления холодной воды для увлажнения воздуха в камере.

Диаметр труб системы водяного увлажнения зависит от давления воды и вместимости камер и равен от 15 от 25 мм. Количество форсунок от 4 до 8 шт. в зависимости от количества штабелей в плоскости перпендикулярной потоку воздуха (4--один штабель, 8--два штабеля). Принимаем количество форсунок равное восьми.

5. Определение производительности сетевого насоса, м3/ч,

Vс.н.== 72,15 м3

6. Определение производительности перекачивающего насоса на камеру, м3/ч,

Vп.н.==58,79 м3

7. Диаметры запорных вентилей, трехходовых клапанов выбираются по диаметрам условного прохода соответствующих труб.

2.12 Определение тепловой мощности водогрейного котла и расхода топлива

2.12.1 Тепловая мощность водогрейного котла, кВт,

где УQк -- суммарная тепловая мощность калориферов камер, кВт; kc --коэффициент спроса тепловой мощности (принимаем равным 0,5).

Если камеры одинаковой вместимости, то

где Qк -- тепловая мощность калориферов одной камеры, кВт; n -- количество камер в цехе.

Qкот= 655,53?2?0,5 =655,63 кВт

2.12.2 Расход топлива (вторичного сырья лесопиления или деревообработки), кг/ч

Qнр -- низшая, расчетная теплота сгорания топлива, кДж/кг; зк -- к.п.д. котла (принимаем равным 0,85).

где W0-- топливная влажность или относительная влажность топлива, %:

При известной влажности, принятой в деревообработке W, %,

W = =65%

W0==39,4 %

Qнр=18440 - 209?39,4= 10205,4 кДж/кг

В = =289,09 кг/ч

Требуемый объем топлива, м3/ч,

В свою очередь, при влажности топлива более 30%,

где pw и pб -- соответственно, плотности при данной влажности и базисная плотность топлива кг/м3.

pw= 400(1+0,65) =660 кг/м3

V= =0,4 м3

Средний годовой объем топлива м 3/год

где 8040 -- годовой фонд рабочего времени камер, ч.

Vгод=0,4?8040 = 3216 м 3/год

3. АЭРОДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ КАМЕРЫ

Лесосушильная камера TROCKENANLAGE VF 651/4DS проектируется и строится с принудительной циркуляцией агента сушки, осуществляемой осевыми реверсивными вентиляторами.

Конечной целью аэродинамического расчета является выбор типа и номера вентилятора, а также определение теоретической мощности вентилятора и установленной мощности электродвигателя вентиляторной установки.

3.1 Методика расчета потребного напора вентилятора

Полный напор вентилятора определяется по формуле, НВ , Па

НВ = hст + hд ; (3.1)

где hст - статический напор, Па ;

hд - динамический напор, Па .

3.2 Последовательность аэродинамического расчета

Аэродинамический расчет лесосушильных камер выполняют в следующей последовательности:

1. Составление схемы циркуляции агента сушки в камере, аэродинамической схемы камеры.

2. Подсчет суммарного сопротивления на всех участках движения агента сушки.

3. Подбор типа и номера вентилятора по соответствующей характеристике.

4. Определяется теоретическая мощность вентилятора, мощность электродвигателя для привода вентилятора.

3.2.1 Составление аэродинамической схемы камеры

Таблица 8

Участки циркуляции агента сушки в камере

Номер участка

Наименование участка

1

Вентилятор

2

Верхний циркуляционный канал

3,6,22,24

Поворот под углом 90°

4

Ребристый калорифер

5,23

Боковые каналы

6,22

Поворот под углом 98-100°

7,10,13,16,19

Вход в штабель (внезапное сужение)

8,11,14,17,20

Штабель

9,12,15,18,21

Выход из штабеля (внезапное расширение)

3.2.2 Определение скорости циркуляции агента сушки на каждом участке

Для определения сопротивления каждого участка подсчитывается скорость циркуляции агента сушки на каждом участке vi, м/с, по формуле

vi=, (3.2)

где Vц? объем циркулирующего агента сушки, м3/с;

fi? площадь поперечного сечения канала в плоскости, перпендикулярной потоку агента сушки на соответствующем участке, м2.

Объем циркулирующего агента сушки Vц=27 м3/с из пункта 2.5.1. Рассчитаем площадь для прохода агента сушки fi, м2 , для каждого участка.

Участок 1. Вентилятор.

f1= nв, (3.3)

где DB? диаметр ротора вентилятора, м;

nв ? число вентиляторов в камере.

Диаметр ротора вентилятора принимаем DB=1 м, число вентиляторов в камере nв=4. Подставим эти данные в формулу и определим площадь поперечного сечения канала в плоскости вентилятора f1

f1 = = 3,14 м2.

Участок 2. Верхний циркуляционный канал.

Площадь поперечного сечения участка 2 в данном случае f2 , м2, определиться по формуле

f21•L, (3.3)

где Н1? высота циркуляционного канала, м;

L ? внутренний размер камеры по длине, м.

f2 = 1,3•7 = 9,1 м2.

Участок 3,6,22,24. Поворот под углом 90°

Принимается сечение канала до и после поворота. Рекомендуется принимать меньшее из сечений, т.е. на участке 4.

f3,6,22,24 =1.2?7=8,4 м2.

Участок 4. Калориферы

f4 = Fж.с.к (3.4)

f4 = 4,2 м2.

Участок 5,23. Боковые каналы.

Боковые каналы имеют переменное сечение, т. е форму клина и определяется по выражению

f5 =f23=bср• L, (3.5)

где bср ?средняя ширина канала, м

L ?внутренний размер камеры по длине, м.

Fж.с.к f5 =f23=1,2•7=8,4 м2.

Участок 7,10,13,16,19. Вход в штабель (внезапное сужение).

Площадь сечения участка 7 равна площади живого сечения штабеля, Fж. сеч. шт , м2, которая ранее определялась по формуле (2.15)

f7 = f10 = f13 = f16 = f19 = Fж. сеч. шт =10,8 м2.

Участок 8,11,14,17,20. Штабель.

Площадь сечения участка 8,12 равна площади живого сечения штабеля, Fж. сеч. шт , м2,

f8 = f11 = f14 = f17 = f20 = Fж. сеч. шт =10,8 м2.

Участок 9,12,15,18,21. Выход из штабеля (внезапное расширение).

Площадь сечения участка 9 равна площади живого сечения штабеля, Fж. сеч. шт , м2,

f9 = f12 = f15 = f18 = f21 =Fж. сеч. шт =10,8 м2.

Определив площадь поперечного сечения канала на каждом участке, по формуле (3.2) найдем скорость циркуляции агента сушки на каждом участке vi, м/с, а результаты расчетов сведем в таблицу 9.

Таблица 9

Расчет скорости циркуляции агента сушки на каждом участке

Номер участка

Площадь сечения,

fi , м2

Скорость агента сушки, vi, м/с

1

3,14

8,6

2

9,1

2,9

3,6,22,24

8,4

3,2

4

4,2

6,4

5,23

8,4

3,2

7,10,13,16,19

10,8

2,5

8,11,14,17,20

10,8

2,5

9,12,15,18,21

10,8

2,5

3.2.3 Определение сопротивлений движения агента сушки на каждом участке

Сопротивление на участке 1 движения агента h1 , Па, определяется по формуле

h1 = , (3.6)

где ? средняя плотность агента сушки на входе в штабель и выходе из штабеля (см. п. 2.4 с. 26 и п. 2.5.3 с 28), кг/м3;

== =0.803

vвх ? скорость агента сушки на участке , м/с;

вх - коэффициент местных потерь.

Коэффициент местных потерь перегородок, в которых монтируются вентиляторы принимают габ=0,8 с.74/1/, vвх , см табл. 9, с. … пояснительной записки. Подставим все известные величины и найдем сопротивление на каждом участке движения агента h , Па.

Участок 1. Вентилятор.

h1 = Па.

Участок 2. Верхний циркуляционный канал.

h2 = , (3.7)

где с? плотность воздуха, кг/м3;

v2? скорость агента сушки на участке ,м/с;

о - коэффициент трения о стенки канала;

l ? длина участка, м;

u? периметр канала, м;

f? площадь поперечного сечения канала, м2.

Скорость агента сушки в канале равна v2=2,9 м/с (см. табл. 9), коэффициент трения о стенки канала принимаем о=0,03 (металлические каналы), длина участка l = 6,4м, а периметр u канала при длине канала L=7 м и высоте канала Н=1,3 м равен 16,6 м. Найдем сопротивление воздуха на участке 2.

h2 = Па.

Участок 3,6,22,24. Поворот под углом 90°

h3,6,22,24 =.2

По табл.3.7 /1/ при R/d = 1.2/1.7 = 0,7 пов= 0,5

h3,6,22,24 == 8,2 Па

Участок 4.Калориферы.

сvк = 0,8•6,4 = 5,1 Па

По табл.3,12 /1/ находим h4= 44,4 Па.

Участок 5,23. Боковые каналы.

Определим сопротивление на участке 5, 23 сопротивление воздуха, h5,23, по формуле (3.7). Скорость агента сушки в канале равна v5,23 = 3,2 м/с, коэффициент трения о стенки канала принимаем о=0,028, а периметр канала ранее посчитан , u=16,4 м. Найдем сопротивление воздуха на участке 5, 23

h5,23 = Па.

Участок 7,10,13,16,19. Вход в штабель (внезапное сужение).

Сопротивление на участке 7 , h7, Па, определяется по выражению

h7,10,13,16,19 = , (3.10)

где ? плотность агента сушки, кг/м3;

v ? скорость агента сушки перед штабелем, м/с;

ш- коэффициент внезапного сужения.

Коэффициент для внезапного сужения определяется по табл.3.8, с. 74, /1/

ш = 0,18. Скорость агента сушки перед штабелем, v=2,5 м/с (ранее посчитано в табл. 9, с.57).

h7,10,13,16,19 = 2,25 Па .

Участок 8,11,14,17,20. Штабель.

По табл. 3.10. с. 74/1/ для толщины прокладок S = 25 мм и толщины досок 25 мм значение коэффициента для ширины штабеля ш = 7,67

h8,11,14,17,20 = Па.

Участок 9,12,15,18,21.Выход из штабеля (внезапное расширение)

Определим по формуле 3.10. ш = 0,25 по табл. 3.9, с. 74 /1/.

h9,12,15,18,21 = Па.

Определив сопротивление на каждом участке, определим статический напор hст, Па, который равен сумме сопротивлений на каждом участке, а т. к. система замкнута, то статический напор является полным напором вентилятора Нв= hст

hст = 23,7+0,29+8,2+44,4+0,269+2,25+38,35+3,125 =120,584 Па.

3.2.4 Выбор типа вентилятора

В камере TROCKENANLAGE VF 651/4DS устанавливаем

1) 4 реверсивных осевых вентиляторов с частотой вращения ротора вентилятора nв = 950 мин-1 и диаметром ротора вентилятора Dв = 1 м

Производительности, которую можно определить по формуле, VВ, м3/с,

VВ = , (3.11)

где Vц - объем циркулирующего агента сушки, м3/с;

n ? количество вентиляторов в камере.

VВ = м3/с.

Определим характерный напор вентилятора, Hхар, Па, по формуле

Hхар = HВ ; (3.12)

где HВ - полный напор вентилятора, Па ;

ст - плотность воздуха при температуре t = 20 С и относительной влажности = 0,5;

? плотность агента сушки, кг/м3.

Плотность воздуха при температуре t = 20 С и относительной влажности = 0,5, равная ст = 1,2 кг/м3 ;плотность агента сушки, равная 0,8 кг/м3.

Подставим все данные и найдем характерный напор вентилятора, Hхар, Па

Hхар = 120,584 180,88 Па.

При выборе вентиляторов по безразмерным характеристикам определяется безразмерная производительность V и безразмерный напор H

V=; (3.13)

H, (3.14)

где VВ ? производительность вентилятора, м3/с;

Hхар? характерный напор вентилятора, Па;

Dв ? диаметр ротора вентилятора, м;

nв ? частота вращения ротора вентилятора, мин-1.

V=,

H=

Используя полученные безразмерные характеристики по рис. 3.10, с. 89/1/ выбираем осевой реверсивный вентилятор У12, №10, =0,5.

2) 5 реверсивных вентилятора с частотой вращения ротора вентилятора nв = 950 мин-1 и диаметром ротора вентилятора Dв = 1 м

VВ = м3/с.

Hхар = 120,584 180,88 Па

V=,

H=

Используя полученные безразмерные характеристики по рис. 3.10, с. 89/1/ выбираем осевой реверсивный вентилятор У12, №10, =0,52.

3) 4 реверсивных вентиляторов с частотой вращения ротора вентилятора nв = 1450 мин-1 и диаметром ротора вентилятора Dв = 1 м

VВ = м3/с.

Hхар = 120,584 180,88 Па

V=,

H=

Используя полученные безразмерные характеристики по рис. 3.10, с. 89/1/ выбираем осевой реверсивный вентилятор У12, №10, =0,48.

4) 4 реверсивных вентиляторов с частотой вращения ротора вентилятора nв = 1450 мин-1 и диаметром ротора вентилятора Dв = 0,8 м

VВ = м3/с.

Hхар = 120,584 180,88 Па

V=,

H=

Используя полученные безразмерные характеристики по рис. 3.10, с. 89/1/ выбираем осевой реверсивный вентилятор У12, №10, =0,55.

Судя по результатам четырех расчетов, принимаем 4 реверсивных вентиляторов типаУ12, №10, с частотой вращения ротора вентилятора nв = 1450 мин-1 и диаметром ротора вентилятора Dв = 0,8 м .

3.2.5 Определение мощности и выбор электродвигателя

Максимальная теоретическая мощность вентилятора NВ , кВт, определяется по формуле

NВ = , (3.15)

где VВ - производительность вентилятора, м3/с;

Hхар? характерный напор вентилятора, Па;

? коэффициент полезного действия вентилятора, % .

Подставим значения и найдем максимальную теоретическую мощность вентилятора NВ , кВт

NВ = 2,2 кВт.

Мощность электродвигателя для привода вентилятора Nуст , кВт , вычисляется по формуле

Nуст = ; (3.16)

где Кз - коэффициент запаса мощности на пусковой момент;

Кt - коэффициент запаса, учитывающий влияние температуры среды, где расположен вентилятор;

п - коэффициент полезного действия передачи.

Коэффициент запаса мощности на пусковой момент, определяется по табл.3.15, с. 90 /1/, Кз = 1,05; коэффициент запаса, учитывающий влияние температуры среды, где расположен вентилятор, определяется по табл. 3.16, с. 91, /1/, Кt = 1,1 коэффициент полезного действия передачи, п =0,90.

По формуле (3.16) найдем мощность электродвигателя для привода вентилятора Nуст , кВт

Nуст = 2,849 кВт.

Подбор электродвигателя к вентилятору осуществляется по табл. 3.17, с. 91, /1/. Принимаем электродвигатель 4А90L4У3 с мощностью N = 3 кВт, частотой вращения ротора 1450 мин-1 и массой 20 кг.

4. ПЛАНИРОВКА СУШИЛЬНОГО ЦЕХА

Задачей планировки является рациональное взаимное размещение всех помещений сушильного цеха: камер, коридоров управления, траверсных коридоров, площадок для формирования и разгрузки штабелей, складов сухих и сырых пиломатериалов, бытовые помещения.

Прежде чем приступить к планировке помещений сушильного цеха, необходимо подсчитать площади этих помещений.

Примерное процентное соотношение площадей сушильного цеха приведены в табл.5-20, с.195, /5/. Зная количество камер и их габаритные размеры определим численные значения площадей помещений цеха и занесем данные в таблицу 10.

Проектируемый сушильный цех должен состоять из 2 камер периодического действия типа TROCKENANLAGE VF 651/4DS . Так же цех состоит из коридора управления и траверсного коридора, оборудованного электрофицированной траверсной тележкой типа ЭТ2 - 6.5, склада сухих пиломатериалов, погрузочной площадки, оборудованной подъемником Л - 6.5 - 15, буферного склада сырых материалов.

Таблица

Примерное соотношение площадей помещений сушильного цеха

Наименование помещений

Данные от общей площади, %

Площадь помещений, м2

Камеры

25.00

Траверсные коридоры

23.00

Погрузочные помещения со складом сырого материала

16.00

Склад сухих пиломатериалов

25.00

Коридор управления

3.50

Вспомогательные помещения

3.50

Бытовые помещения

4.00

Общая площадь

100.00

4.1 Механизация работ по формированию штабелей и их транспортированию

Сырой материал в камеру поступает на вагонетке по рельсовым путям. Сырые пиломатериалы транспортируются к сушильному цеху автопогрузчиком, который укладывает транспортный пакет на вагонетку и проталкивает ее в цех. Дальше происходит формирование сушильных штабелей. Сушильные штабеля формируются вручную, так как исключается при этом возможность излома или смятия, сдвига или даже выпадения прокладок, несовпадения вертикальности рядов прокладок, устраняется лишняя утечка воздуха через зазоры, образованные брусками между пакетами. Штабель формируется на треках с помощью подъемника Л - 6.5 - 15, позволяющий, вследствие периодического опускания сформированной части штабеля в шахту, поддерживать укладку пиломатериалов на удобном уровне.

Перед сушильными камерами, а также складами штабелей высушенных и сырых пиломатериалов устраивается траверсный путь. Вдоль него по четырем рельсам передвигается электрофицированная траверсная тележка типа ЭТ2 - 6.5, снабженная механизмом передвижения и лебедкой с тросами и блоками для перемещения штабелей в камеру, из камеры и на склады сухих пиломатериалов. Высушенные пиломатериалы из камеры охлаждают и затем разбирают на подъемнике, и пиломатериалы по рельсовому пути на транспортных вагонетках вывозят из цеха. Там готовые пиломатериалы погружают на автопогрузчик и отправляют в производственный цех.

Следует отметить, что сухие пиломатериалы после сушки необходимо выдерживать в помещении примерно 4 … 7 суток.

Далее представим краткую характеристику транспортного оборудования сушильного цеха.

Погрузочный лифт Л-6.5-15.

Универсальный механизм для погрузки сушильных штабелей. При этом погружаемый штабель постепенно опускается ниже уровня пола погрузочной площадки по мере увеличения его высоты, чтобы уровень укладки досок был оптимальным, что резко повышает производительность труда

Таблица 11

Техническая характеристика Л-6.5-15

Показатели

Значения

Грузоподъемность, т

15,0

Размер платформы, м

6,2 2,2

Ход платформы, м

2,6

Скорость подъема и опускания платформы, м/с

0,15

Мощность электродвигателя, кВт

10,0

Траверсная тележка ЭТ2-6.5.

Траверсные тележки выполняют основные транспортные операции в лесосушильном цехе. Она снабжена механизмом передвижения и лебедкой с тросами и блоками для перемещения штабелей.

Таблица 12

Техническая характеристика траверсной тележки ЭТ2-6.5

Показатели

Значения

Грузоподъемность, т

15,0

Габаритные размеры штабеля, м

6,6 3,0 1,9

Колея рельсового пути, м

1,0

Длина тележки, м

6,5

Высота тележки, м

215,0

Скорость движения тележки, м/с

0,36

Мощность электродвигателя, кВт

5,0

Питание электродвигателей

Кабель подвесной

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Лесосушильная камера TROCKENANLAGE VF 651/4DS относится к числу наиболее рациональных современных конструкций, по режиму работы она является универсальной, поскольку система воздухообменных каналов и тепловая мощность калориферов позволяет применять любые режимы.

Наличие аппаратуры и автоматического и дистанционного контроля управления процессом сушки значительно облегчает обслуживание камеры. Боковые циркуляционные каналы снабжены экранами, что дает возможность выравнивания скорости агента сушки по высоте штабеля, аэродинамика камеры обеспечивает интенсивную, равномерную и качественную сушку пиломатериалов. Установка является высокопроизводительной и сравнительно небольшой энергоемкости.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Акишенков С.И., Корнеев В.И. Проектирование лесосушильных камер и цехов: Учебное пособие. СПб.: ЛТА. 2008. 96 с.

2. Богданов Е.С. , Козлов В.А. , Пейч Н.Н. Справочник по сушке древесины. М.: Лесная промышленность, 1981. 192 с.

3. Кобликова А.Г. Вопросы планировки сушильных цехов: Лекция. Л.: ЛТА. 1968. 32 с.

4. Кречетов И.В. Сушка и защита древесины. М.: Лесная промышленность, 1987. 328 с.

5. Серговский П.С., Расев А.И. Гидротермическая обработка и консервирование древесины: Учебник для вузов. 4-е издание, перераб. и доп. М.: Лесная промышленность, 1987. 360 с.

6. Руководящие технические материалы по технологии камерной сушки древесины. ЦНИИМОД. Архангельск. 1985. 144 с.

7. Харитонов В.М. , Акишенков С.И. , Корнеев В.И. Гидротермическая обработка и консервирование древесины: Методические указания по оформлению курсовых и дипломных проектов для студ. спец. 2602. Л.: ЛТА. 1989. 40 с.

8. Шубин Г.С. Проектирование установок для гидротермической обработки древесины. М.: Лесная промышленность. 1983. 272 с.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Определение режима сушки пиломатериалов. Определение количества испаряемой из материала влаги. Аэродинамический расчет камеры СПМ-1К. Расход тепла на прогрев древесины. Определение потерь напора в кольце циркуляции. Планировка лесосушильных цехов.

    курсовая работа [882,1 K], добавлен 10.12.2015

  • Определение необходимого количества и производительности камер в условном материале. Тепловой расчет камер и всего цеха. Последовательность аэродинамического расчета и выбор вентилятора. Механизация работ по формированию и транспортированию штабелей.

    курсовая работа [228,7 K], добавлен 18.06.2012

  • Описание конструкции и принцип работы лесосушильной камеры. Технологический расчет проектируемого цеха сушки пиломатериалов. Пересчет объема фактического пиломатериала в объем условного материала. Последовательнось аэродинамического расчета вентилятора.

    курсовая работа [345,6 K], добавлен 28.05.2014

  • Принцип работы лесосушильной камеры. Определение расхода теплоносителя на сушку пиломатериалов. Составление аэродинамической схемы камеры. Расчет поверхности нагрева калориферной установки. Определение скорости циркуляции агента сушки на каждом участке.

    курсовая работа [410,0 K], добавлен 16.02.2014

  • Выбор способа обработки и описание типа лесосушильной камеры. Режимы и продолжительность сушки. Выбор расчетного материала. Определение параметров агента сушки. Выбор и расчет конденсата отводчиков, калориферов, вытяжных каналов. Контроль качества сушки.

    курсовая работа [46,5 K], добавлен 07.06.2010

  • Анализ организации аэродинамического расчета камеры в электронных таблицах табличного процессора Excel. Определение потребного напора вентилятора, мощности электродвигателя. Оптимизация процесса сушки пиломатериалов в камере периодического действия.

    курсовая работа [3,1 M], добавлен 07.06.2012

  • Устройство и принцип действия сушильной камеры CM 3000 90. Выбор и обоснование режима сушки и влаготеплообработки древесины. Определение количества сушильных камер и вспомогательного оборудования. Тепловой расчет процесса сушки. План сушильного цеха.

    курсовая работа [540,7 K], добавлен 20.05.2014

  • Описание сушильной камеры и выбор параметров режима сушки. Расчет продолжительности камерной сушки пиломатериалов. Показатели качества сушки древесины. Определение параметров сушильного агента на входе и выходе из штабеля. Выбор конденсатоотводчика.

    курсовая работа [3,9 M], добавлен 08.01.2016

  • Технологическая схема лесосушильного цеха, выбор способа сушки древесины. Разработка схемы технологического процесса сушки пиломатериалов, описание работы сушильной камеры. Технологические требования к сухим пиломатериалам, их укладка и транспортировка.

    курсовая работа [100,8 K], добавлен 10.03.2012

  • Изучение устройства сушильной камеры УЛ-1. Обоснование и выбор режимов сушки, начального прогрева и влаготелообработки пиломатериалов из древесины ели и осины. Определение массы испаряемой влаги и расхода теплоносителя. Контроль технологического процесса.

    курсовая работа [650,0 K], добавлен 15.04.2019

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.