3.7. Розрахунок витрат тепла на початковий прогрів 1м3 деревини

3.7.1 Витрати тепла на початковий прогрів 1м3 деревини

1. Для зимових умов: кДж/м³

q_нагр1м³=q*C_(-)*(-t₀)+ p_б* ₍₊₎*t_нагр.

q_нагр1м³= *C_(-)*(-t₀)+ p_б* ₍₊₎*t_нагр.

q_нагр1м³_сосна=700*2,2*20+ 400* *78=261500 кДж/м³ (камерне сушіння)

q_нагр1м³_сосна=530*2,2*20+ 400* *78=164646 кДж/м³

(комбіноване сушіння)

де _. густина деревини для розрахункового матеріалу, кг/м³

p_б – базова густина деревини розрахункового матеріалу, кг/м³

W_п – початкова вологість розрахункового матеріалу,%

W_н.з. – кількість не замерзлої вологи в деревині,%

₍₊₎,C_(-) – середня питома теплоємність деревини відповідно при додатній та від’ємній температурі кДж/кг*⁰С

t₀ – початкова розрахункова умова для зимових умов, ⁰С (-20)

прихована теплота плавлення льоду (335 кДж/кг)

Для камер періодичної дії: при застосуванні низькотемпературних режимів сушіння t_нагр.=t₁+5⁰C, де t₁ – температура першого ступеня режиму сушіння

t_нагр.=73+5=78⁰C

При визначенні питомої теплоємності приймається середня температура _сер і початкова вологість .

С_(-) t_сер= -2,2⁰C

С₍₊₎ t_сер= 2,9⁰C

2. Для середньорічних умов: кДж/м³

р_{нагр 1м}³= ₍₊₎*(t_нагр.-t₀)

р_{нагр 1м}³_сосна= *(78_.-20)=117740 кДж/м³ (камерне сушіння)

р_{нагр 1м}³_сосна= *(78_.-20)=89146 кДж/м³ (комбіноване сушіння)

3.7.2 Питомі витрати тепла при початковому нагріванні деревини на 1 кг вологи, яка випаровується

Цей показник визначається для зимових та середньорічних умов:

q= кДж/кг

q_зм= кДж/кг (комбіноване сушіння)

q_зм= кДж/кг (камерне сушіння)

q_сер=

q_зм= кДж/кг (камерне сушіння)

де - витрати тепла на початковий прогрів 1м³ деревини

- маса вологи, яка випаровується з 1м³ деревини

3.7.3 Загальні витрати тепла на камеру при початковому нагріванні

Для камер періодичної дії визначається для зимових умов та середньорічних умов, кВт.

Q_нагр.=

Q_нагр.=

Q_нагр.=

де - тривалість початкового нагріву в камері, год (для соснового пиломатеріалу приймаємо 1,5 год на кожний сантиметр товщини)

Е – кількість матеріалу, який завантажують у камеру, м³.

3.7.4 Визначення витрат тепла на випаровування вологи

Визначаємо питомі витрати тепла на випаровування вологи в сушильних камерах з багаторазовою циркуляцією агента сушіння, кДж/кг

q_вип.=1000* _нагр., кДж/кг

q_{вип літо.}=1000* =2444,13 кДж/кг

q_{вип зима.}=1000* =2504,13 кДж/кг

q_{вип.заг.}=( q_{вип літо}+ q_{вип зима})/2

q_{вип.заг.}=( 2444,13+ 2504,13)/2=2474,13 кДж/кг

де I₂, – ентальпія вологого повітря при виході зі штабеля

I₀ – приймається літом 46 кДж/кг, а зимою 10 кДж/кг

d₀ – вологовміст свіжого повітря приймають літом 10-12 г/кг, а зимою – 2-3 г/кг

С_в – питомий об’єм теплоємності води, приймаємо 4,19 кДж/кг.

t_нагр. – температура нагрітої вологи в деревині, 73⁰С

Визначаємо загальні затрати тепла на випаровування вологи, кВт

Q_вип= q_вип.*М_р

Q_вип= 2474,13_.*0,006=14,84 (комбіноване сушіння)

Q_вип= 2474,13_.*0,0024=5,93 (камерне сушіння)

3.7.5 Розрахунок витрат тепла через огородження камери

Розрахунок проводимо за формулою:

Q_ог=F_ог*k*(tс-t₀)*10^-3

де, F_ог. - площа окремо взятого огородження камери, м²

k – коефіцієнт теплопередачі відповідного огородження камери

t_c – температура середовища, ⁰С

t₀ – рахункова температура навколишнього середовища для зимових та середньорічних

Розрахунки проводимо окремо для кожного елементу огородження камери, результати обчислень заносимо до таблиці.

t_сер= ⁰C

Розрахунок втрат теплоти через огородження камери

№ п/п	Назва огороджень	Fог, м2	k, Вт/м2 0С	tc, 0C	t0, 0C		tc-t0, 0C				Qог., кВт
					Зима	Середн.	Зима			Середн.	Зима	Середн.
1	Зовнішня стіна	11	0,8	69,5	-20	6,9	89,5			62,6	0,787	0,550
2	Торцева стіна	4,5	0,8	69,5	-20	6,9	89,5			62,6	0,322	0,225
3	Перекриття	12,375	0,8	69,5	-20	6,9	89,5			62,6	0,886	0,619
4	Підлога	12,375	0,8	69,5	-20	6,9	89,5			62,6	0,886	0,619
5	Двері	3,8	0,8	69,5	-20	6,9	89,5		62,6		0,272	0,190
6	Торцева стіна, яка входить у траверзний коридор	0,7	0,8	69,5	-20	6,9	89,5	62,6			0,050	0,035
								∑			3,203	2,238

Визначаємо питомі витрати через огородження окремо для зимових та середньорічних умов:

q_ог = , кДж/кг

q_ог.зим = 640,6 кДж/кг (комбіноване сушіння)

q_ог.зим = 1601,1 кДж/кг (камерне сушіння)

q_ог.сер = 860,76 кДж/кг (комбіноване сушіння)

q_ог.сер = 1119 кДж/кг (камерне сушіння)

де, ∑Q – загальні втрати тепла через огородження, кВт

М_с – маса вологи, яка випаровується з деревини за секунду