2.3. Определение параметров агента сушки на входе в штабель.

2.3.1. Агент сушки – влажный воздух.

Влагосодержание (г/кг):

d₁=622* ; г/кг

р_п1- парциальное давление водяного пара, Па;

р_а- атмосферное давлении воздуха, Па;

р_а 1 бар=10⁵ Па

-относительная влажность воздуха расчетной ступени режима;

=> р_п1= *р_н1

р_н1- давление насыщения водяного пара при расчетной температуре режима

р_н1=47359 Па

р_п1=0.64*47359=30309, 76 Па

d₁= =267,5 г/кг

Теплосодержание (кДж/кг):

I₁=1.0*t₁+0.001*d₁*(1.93*t₁+2490)

I₁=1.0*80+0.001*267,5*(1.93*80+2490)=787,4 кДж/кг

Плотность воздуха (кг/м³):

T₁- термодинамическая температура.

T₁=273+t₁=273+80=353 K

=0.88 кг/м³

Приведенный удельный объем (м³/кг сух. возд.):

=4.62 *10^-6*T₁*(622+d₁)

=4.62*10^-6*353*(622+267,5)=1,45 м³/кг

2.5. Определение объема и массы циркулирующего агента сушки.

2.5.1. Объем циркулирующего агента сушки (м³/с).

V_ц= *F_{ж.сеч.шт.}

- расчетная скорость циркуляции агента сушки через штабель, м/с;

=1,5 м/с

F_{ж.сеч.шт.}- живое сечение штабеля,м²;

F_{ж.сеч.шт.}=n*l*h*(1- * )

n- количество штабелей в плоскости, перпендикулярной входу циркулирующего агента сушки;

n=2

l,h- длина и высота штабеля,м;

l=6.5, h=2.6

V_ц=1,5*16=24 м³/c

F_{ж.сеч.шт.}=2*6.5*2.6*(1-0,62*0.85)=16 м²

2.5.2. Масса циркулирующего агента сушки на 1 кг испаряемой влаги (м³/кг).

m_ц= =459,77 м³/кг

2.5.3. Определение параметров воздуха на выходе из штабелей.

Влагосодержание (г/кг сух. возд.):

d₂= d₁ , г/кг сух. возд

d₂= =269,7 г/кг сух.возд.

Теплосодержание (кДж/кг):

I₂=I₁

I₂=787,4 кДж/кг

t₂= , ^oC

t₂= =77,2 ^oC

Т₂=273+77,2=350,2 ^оС

Плотность воздуха (кг/м³):

ρ₂= =0.88 кг/м³

Приведенный удельный объем (м³/кг сух. возд.):

=4.62*10^-6*Т₂*(622+d₂)

= 4.62*10^-6*350,2*(622+269,7)=1.44 м³/кг сух. возд.

2.5.5 Уточнение объема и массы циркулирующего агента сушки.

m_ц= =454,5

2.6. Определение объема свежего и отработавшего воздуха или перегретого пара.

2.6.1. Масса свежего и отработавшего воздуха на 1 кг испаряемой влаги (кг/кг).

m₀=

d₀- влагосодержание свежего воздуха,г/кг;

d₀=11 г/кг

для среднегодовых условий:

m₀= =3,87 кг/кг

для зимних условий:

m₀= =3,74 кг/кг

2.6.2. Объем свежего (приточного) воздуха, поступающего в камеру (м³/с).

V₀=m_p*m₀*

-приведенный удельный объем свежего воздуха.

=0.87 м³/кг

для среднегодовых условий:

V₀=0,036*3,87*0.87=0,120 м³/с

для зимних условий:

V₀=0,036*3,74*0.87=0,117 м³/с

2.6.3. Объем отработавшего воздуха (м³/с).

V_отр.= m_p*m₀*

- приведенный удельный объем отработавшего (на выходе из штабеля)воздуха

для среднегодовых условий:

V_отр.=0,036*3,87*1,44=0,201 м³/с

для зимних условий:

V_отр.=0,036*3,74*1,44=0,194 м³/с

2.6.4. Расчет приточно–вытяжных каналов камеры.

Площадь поперечного сечения приточного канала (м²):

f_КАН.=

V_о -объем свежего воздуха,м³/с;

- скорость движения свежего воздуха,м/с;

=2 м/с

f_КАН= =0.06 м²

Площадь поперечного сечения вытяжного канала (м²):

f_КАН.= =0,1 м²

V_отр.- объем отработавшего агента сушки,м³/с

2.7. Определение расхода тепла на сушку.

2.7.1. Расход тепла на начальный прогрев 1 м³ древесины.

1). Для зимних условий (кДж/м³):

q_пр.1м³=

W_Н=57 %

- условная плотность древесины расчетного материала,кг/м³;

=360 кг/м³

- плотность древесины расчетного материала при начальной влажности,кг/м³;

=500 кг/м³

t₀- начальная расчетная температура для зимних условий, ^oC

t₀= -24 ^оС

W_Г.Ж.- содержание незамерзшей связанной (гигроскопической) влаги,%

W_Г.Ж.=17 %

t_пр.- температура древесины при ее прогреве, ^oC

t_пр.=t₁+5 ^oC=85 ^oC

- скрытая теплота плавления льда.

=335 кДж/кг

С_(-) ; C₍₊₎-средняя удельная теплоемкость соответственно при отрицательной и положительной температуре,кДж/(кг* ^oC)

С_(-) => t_ср.= = -12 ^оС => С_(-) =2,1 кДж/кг*^оС

C₍₊₎ => t_ср.= = = 42,5^оC => C₍₊₎=2,82 кДж/кг*^оС

q_пр.1м³=500*2.1*24+360* *335+500*2,82*85=193290кДж/м³

2) Для среднегодовых условий (кДж/м³):

q_пр.1м³=

t₀-среднегодовая температура древесины, ^оС;

t₀=5 ^оС

t_ср= =45 ^оС С₍₊₎=2,84 кДж/кг* ^оС

q_пр.1м³=500*2,84*(85-5) =113600 кДж/м³

2.7.2. Удельный расход тепла, при начальном прогреве на 1 кг испаряемой влаги.

q_пр.=

1). Для зимних условий:

q_пр= =1073,8 кДж/кг

2). Для среднегодовых условий:

q_пр= =631,1 кДж/кг

2.7.3. Общий расход тепла на камеру при начальном прогреве.

Q_пр.=

-продолжительность прогрева, ч.

1). Для зимних условий:

принимается ориентировочно для пиломатериалов мягких пород зимой 1.5-2 часа на каждый см толщины материала.

=2*4=8

Q_пр.= =359 кВт

2). Для среднегодовых условий:

принимается ориентировочно для пиломатериалов мягких пород летом 1-1.5 часа на каждый см толщины материала.

=1.5*4=6

Q_пр.= =281,4 кВт

2.7.4. Определение расхода тепла на испарение влаги (кДж/кг).

1. Удельный расход тепла на испарение влаги (кДж/кг).

q_исп.=1000*

I₂- теплосодержание воздуха на выходе из штабеля, кДж/кг;

I₀- теплосодержание свежего (приточного) воздуха, кДж/кг;

d₂- влагосодержание воздуха на выходе из штабеля, г/кг;

d₀- влагосодержание свежего (приточного) воздуха, г/кг;

С_В- удельная теплоемкость воды, кДж/кг*^оС;

С_В=4.19 кДж/кг*^оС

t_пр.- температура нагретой влаги в древесине, ^оС

Среднегодовые условия:

d₀=11 г/кг

I₀=46 кДж/кг

q_исп =1000* - 4.19*85=2513,8 кДж/кг

Зимние условия:

I₀=10 кДж/кг

d₀=2 г/кг

q_исп.= кДж/кг

2. Общий расход тепла на испарение влаги (кВт).

Q_исп.= q_исп.*m_p

Среднегодовые условия:

Q_исп.= 2513,8*0,036=90,5кВт

Зимние условия:

Q_исп=2543,8*0,036=91,6кВт

2.7.5. Потери тепла через ограждения камеры.

1. Теплопотери (кВт) через ограждения камеры в единицу времени

- суммарная поверхность ограждений крайней камеры в блоке,м²;

k- коэффициент теплопередачи соответствующего ограждения камеры, Вт/м²* ^оС;

t_c- температура среды в камере, ^оС.

Рисунок 1. Схема камеры периодического действия к расчету потерь тепла через ее ограждения.

Наружная боковая стенка:

F_бок.=L*H

L=14 м

Н=4,5 м

F_бок=14*4,5=63 м²

Торцовая стена со стороны коридора управления:

F^/_торц.=B*H

B=4,8 м

F^/_торц=4,8*4,5=21,6 м²

Торцовая стена со стороны траверсного пути без учета площади дверей:

F^//_торц.= F^/_торц - F_дв.

F^//_торц=21.6 – 6=15,6 м²

Дверь:

F_дв.=b*h*2

F_дв.=2*3=6 м²

Так как дверей 2, то F_дв = 2*6=12 м²

Перекрытие потолка:

F_пот.=B*L

F_пот=14*4,8=67,2 м²

Пол:

F_пол.=B*L

F_пол=14*4,8=67,2 м²

= F_бок + F^/_торц + F^//_торц + F_дв + F_пот + F_пол =267,6 м²

Коэффициент теплопередачи:

k=

- коэффициент теплоотдачи для внутренних поверхностей ограждений;

=25 Вт/м²* ^оС;

- коэфффициент теплоотдачи для наружных поверхностей ограждений;

=23 Вт/м²* ^оС;- для отапливаемых помещений.

- толщина слоев ограждений,м;

- коэффициент теплопроводности материалов соответсвующих слоев ограждений, Вт/м²* ^оС;

Наружная боковая стена, торцовая стена со стороны коридора управления, торцовая стена со стороны траверсного пути:

=0.51 =0.40 - пенобетон (510мм)

=0.08 =0.07 - теплоизоляция (80мм) [стекловата]

=0.1 =1.6 - железобетон (100мм)

k=

Пол:

k_пол=0.5k_ст

k_пол=0.5*0.4=0.2

Перекрытие:

=0.08 =0.17 - рубероид

=0.4 =0.4 - пенобетон

=0.17 =1.6 - железобетон

k=

Двери:

=0.02 =58 - сталь

=0.015 =0.07 - теплоизоляция [стекловата]

=0.10 =0.09 - древесина

k=

t_с =(t₁+t₂)/2=(80+77,2)/2=78,6 ^оС;

Таблица 1

№			k	t оС	оС.		оС.		кВт
1	2	3	4	5	зима	лето	зима	лето	зима	лето
1	Наружная боковая стена	63	0.40	78,6	-24 5,0		102,6 73,6		2,59 1,85
2	Торцевая стена со стороны коридора управления	21,6	0.40		-24 5,0		102,6 73,6		0,89 0,64
3	Торцевая стена со стороны траверсного пути без учета площади дверей	15,6	0.40		-24 5,0		102,6 73.6		0,64 0,46
4	Перекрытие	67,2	0.60		-24 5,0		102,6 73,6		4,14 2,97
5	Пол	67,2	0.20		-24 5,0		102,6 73,6		1,38 0,99
6	Дверь	6	0.68		-24 5,0		102,6 73,6		0,42 0,30

Для зимних условий:

=10,06 кВт

=10,6*1,5=15,09 кВт

Для среднегодовых условий:

=7,21 кВт

=1,5*7,21=10,82 кВт

2. Удельный расход тепла на потери через ограждения.

q_ог=

Для зимних условий:

q_ог= =538,9 кДж/кг

Для среднегодовых условий:

q_ог= =386,4 кДж/кг

2.7.6. Определение удельного расхода тепла на сушку (кДж/кг).

q_суш.= (q_пр+q_исп+q_ог)*С₁

С₁- коэффициент, учитывающий дополнительный расход тепла на начальный прогрев камер, транспортных средств, оборудования и др.

С₁=1.2

1) Для зимних условий:

q_суш.=(1073,8+2543,8+538,9)*1.2=4987,8 кДж/кг

2) Для среднегодовых условий:

q_суш.=(631,1+2513,8+386,4)*1.2=4237,6 кДж/кг

2.7.7. Определение расхода тепла на 1 м³ расчетного материала.

q_суш.1м³= q_суш*m_1м³

1) Для среднегодовых условий:

q_суш.1м³=4237,6*180=762768 кДж/м³