3.3 Расчёт вспомогательного оборудования

Количество автопогрузчиков для разборки и формирования штабелей и площадок для формирования и разборки пакетов рассчитаем по формуле 3.4 [3], (с.19):

, шт., (3.17)

где V_Фi – объем i-го фактического материала, подлежащего сушке, м³/год; П_i – производительность оборудования, м³/смен ;Т_р – количество рабочих дней в году; n_с – количество рабочих смен в сутки.

За вычетом праздничных, количество рабочих дней принимается:

Т_р = 366 - 7 = 359 дн.

Устанавливаем сменность работы при формировании пакетов n_с = 1, для автопогрузчика n_с=1.

По приложению 6 [3], (с.94), производительность труда при формировании пакетов вручную из пиломатериалов толщиной S₁=19 мм, S₂=22 мм, S₃=32 мм принимаем П₁₁=П₁₂=П₁₃=70 м³/смену, толщиной S₄=40 мм – П₁₄=100 м³/смену. Производительность при формировании штабелей автопогрузчиками из пиломатериалов толщиной S₁=19 мм, S₂=22 мм, S₃=32 мм принимаем П₂₁=П₂₂=П₂₃=110 м³/смену, толщиной S₄=40 мм – П₂₄=150 м³/смену. Производительность при разборке штабелей соответственно составляет П₃₁=П₃₂=П₃₃=110 м³/смену, П₂₄=150 м³/смену.

Определим нужное количество формировочных площадок для формирования и разборки пакетов:

шт.

шт.

Принимаем для формирования и разборки пакетов по одной формировочной площадке.

Определим нужное количество автопогрузчиков для формирования и разборки штабелей:

шт.

шт.

Принимаем один автопогрузчик, который обеспечит формировку, разборку и транспортировку штабелей.

Количество подштабельных мест на складах сырых и сухих пиломатериалов определим по формуле 3.5 [3], (с.19):

, шт., (3.18)

где V_Фi – объем i-го фактического материала, подлежащего сушке, м³/год; Е_шi – вместимость штабеля i-го фактического материала, м³; n_з – количество смен, на которое должен быть создан запас сырых или сухих пиломатериалов.

Вместимость штабелей составляет:

м³;

м³;

м³;

м³.

Определяем количество подштабельных мест на складе сырых пиломатериалов. Согласно рекомендациям [3], (с.20), принимаем n_З = 3 смены.

шт.

Определяем количество под штабельных мест на складе сухих пиломатериалов. Принимаем n_з = 3 смен.

шт.

С учётом того, что камеры 2 AS 2×2 B двухштабельные, принимаем количество подштабельных мест на складе сырых пиломатериалов Ш₁=34 шт, на складе сухих – Ш₂=34 шт.

4.Тепловой расчёт

4.1 Определение массы испаряемой влаги

Расчетный материал – Пихта 19×н/о

Для пихты ρ_баз=300 кг/м³. Значения начальной и конечной влажности по заданию на курсовое проектирование соответственно составляют W_н=80 %, W_к=20 %.

кг/м³.

Е=6,22 м³,

D_об=180,0·6,22=1119,3 кг/об

_об.с =17,68-(2,4+0)=15,3 ч

кг/с

D_р=0,0203·1,1=0,0224 кг/с

Для камер периодического действия t₁ и φ₁ принимают по второй ступени сушки расчетного материала: t₁=88 ^оС, φ₁=55 %.

В соответствии с начальными параметрами сушильного агента на входе в штабель (t₁=88 ⁰С), выбираем по табл. 1 [1], с. 211 давление насыщенного водяного пара. Путём интерполяции находим: Р_н1=65186 Па.

Рассчитываем парциальное давление водяного пара и влагосодержание:

Р_n1=0,55·65186=35852 Па

г/кг

Теплосодержание воздуха I₁, кДж/кг определяем по формуле:

кДж/кг

кг/м³

Приведённый удельный объём V_пр1, м³/кг сухого воздуха определяем по формуле:

V_пр1=4,62·10^-6·Т₁·(622+d₁)=

=4,62·10^-6·361·(622+347,6)=1,617 м³/кг

кг/кг,

г/кг,

⁰C.

Па.

T₂= t₂ + 273 = 83,84+ 273 = 356,8 К ,

м³/кг.

Для данного расчётного материала ρ_Б= 300 кг/м³, влажность W=80%.

кг/м³.

Значения удельной теплоёмкости с_(-), с₍₊₎ и с_д определим по диаграмме на рис. 2.3 [1], (с.73). Начальную температуру для зимних условий принимаем t₀=-20 ⁰С, для среднегодовых – t₀=5,5 ⁰С (приложение 7) [2], (с.94). Тогда для средней температуры t=-20/2=-10 ⁰C удельная теплоёмкость составляет с_(-)=2,21 кДж/(кг·⁰С), для температуры t=98/2=49 ⁰С – с₍₊₎=3,1 кДж/(кг·⁰С), для температуры t=(5,5+98)/2=51,7 ⁰С – с_д=3,11 кДж/(кг·⁰С). По таблице 5 приложения [1], (с.214) для t₀=-20 ⁰С определим содержание воды, оставшейся в замороженной древесине в жидком состоянии W_с.ж.=18%.

Рассчитываем расход теплоты на начальный прогрев 1 м³ пиломатериалов:

для зимних условий:

кДж/м³;

для среднегодовых условий:

кДж/м³.

кВт,

Камеры находятся вне помещения, поэтому значения энтальпии и влагосодержания свежего воздуха принимаем по приложению 7 [1], (с.94). Получаем для среднегодовых условий I₀=5,5 кДж/кг, d₀=4,5 г/кг, для зимних условий I₀=-5,8 кДж/кг, d₀=2,4 г/кг. Температуру смоченного термометра психрометра определим, используя данные таблицы 2.3: t_м=74 ⁰С. Согласно рекомендациям [1] , (с.27) с΄= 4,19 кДж/(кг·⁰С).

кДж/кг,

кДж/кг.

Расход теплоты на испарение влаги из 1 м³ расчётного материала определяем для зимних и среднегодовых условий по формуле 4.14 [1], (с.27):

кДж/м³, (4.23)

q_исп^’зим = 472678,8 кДж/м³ ,

q_исп^’сг = 470005,8 кДж/м³.

Расход теплоты в единицу времени на испарение влаги рассчитаем для зимних и среднегодовых условий по формуле 4.15 [1], (с.27):

кВт, (4.24)

Q ^з_исп = 58,8 кВт,

Q ^сг_исп = 58,4 кВт.

Наименование ограждений	Площадь, м2		Коэффициент теплопередачи, Вт/( м·0C)		Температура, 0C		Теплопотери, кВт
					средняя в камере	наружная	Qогр.i	Qогр.
Зимние условия
Боковая стена		15,84	0,396		85,92	-20	0,665	3,550
Торцовая стена		18,54	0,396		85,92	-20	0,778
Дверь		8,58	0,396		85,92	-20	0,360
Торцевая стена со стороны двери		9,96	0,396		85,92	-20	0,418
Перекрытие		22,66	0,396		85,92	-20	0,951
Пол		22,66	0,198		85,92	2	0,377
Среднегодовые условия
Боковая стена		15,84		0,396	85,92	5,5	0,505	2,750
Торцовая стена		18,54		0,396	85,92	5,5	0,591
Дверь		8,58		0,396	85,92	5,5	0,274
Торцевая стена со стороны двери		9,96		0,396	85,92	5,5	0,318
Перекрытие		22,66		0,396	85,92	5,5	0,722
Пол		22,66		0,198	85,92	10	0,341

Удельный расход теплоты на потери через ограждения в пересчёте на 1 кг испаряемой влаги определим для зимних и среднегодовых условий по формуле 4.18 [2], (с.30):

кДж/кг, (4.27)

кДж/кг,

кДж/кг.

В пересчёте на 1 м³ расчётных пиломатериалов тепловые потери через ограждения определим по формуле 4.19 [2], (с.30):

, кДж/м³, (4.28)

q_огр^’з=47114,8 кДж/м³,

q_огр^’сг=36499,2 кДж/м³.

Таблица 4.3 – Расход теплоты на сушку

Статья расхода теплоты	Зимние условия			Среднегодовые условия
	на 1 м3 древесины	на 1 кг испаряемой влаги	за 1с	на 1 м3 древесины	на 1 кг испаряемой влаги	за 1с
Прогрев материала	250230,0	1390,2	180,1	155344,5	863,0	–
Испарение влаги	472678,8	2626,0	58,8	470005,8	2611,1	58,4
Потери через ограждения	47114,8	261,7	3,6	36499,2	202,8	2,8
Расход теплоты на сушку	–	5133,5	–	794219,4	4412,3	–

Определение расхода теплоносителя
Пар
iн	2717		Мп	364,0
i"	535		М1пр	382,4
N	11		М1суш	132,2	Принимаем Nпр
Ф	14000		N пр	1,8	2
тау расч.	0,74		N суш	9
Сз	1,3		Мц	1954,5
			Тау.ц.ср	1,77
			Отнош.тау	2,41
			Мг	6624,6

Тепловая нагрузка на калориферы
Qисп	58,8			Qк
Qогр	3,6			76,92
Сп	1,2

Биметаллические трубы
L канала, мм	4400
А, мм	800
Аз	920
можно n к	4,8
берем n к	4	по длине
Sт	58
Б канала	1000
кол-во рядов	2
d2	28			0,40
hp	14
	0,75		f жс	0,317241
Sр	3		w жс	10,9
f пм	1,27			2…18
V, м3/c	13,89		максим n т1	16,52
Кк	34,2		берем n т1	16	по шир
Сз	1,2		n т	32
			F	130,05
			Пар
			tн	127,43
			t1	88
			t2	83,84
			дельта tср	41,5116
			Qу	153,9

Поскольку Qу>Qк