Тепловой расчёт (стр. 2 )

c(-)=2,15 кДж/( кг· 0C);

c(+) =2,78 кДж/( кг· 0C);

cД = 2,8 кДж/( кг· 0C);

По табл. 5 приложения [2], с. 214 для t0 =-200C определяем содержание воды, оставшейся в замороженной древесине в жидком состоянии WСЖ = 18 %.

Рассчитываем расход теплоты на начальный прогрев 1 м3 пиломатериалов:

а) для зимних условий

б) для среднегодовых условий

Рассчитываем удельный расход теплоты при начальном прогреве, отнесённый к 1 кг испаряемой влаги, для зимних и среднегодовых условий:

(4. 20)

Определяем секундный расход теплоты на начальный прогрев только для зимних условий:

(4. 21)

4. 3. 2 Расход теплоты на испарение влаги.

Удельный расход теплоты на испарение 1 кг влаги рассчитывают для зимних и среднегодовых условий, используя формулу:

, кДж/кг,

где I0, d0 – энтальпия и влагосодержание свежего воздуха, поступающего в сушильную камеру во время сушки, кДж/кг, г/кг; c’ – удельная теплоёмкость воды, кДж/(кг·0C); tм – температура смоченного термометра психрометра для режима сушки расчётного материала, 0C.

Значения энтальпии и влагосодержания воздуха, поступающего в сушильную камеру, зависят от принятого места их расположения, а также от сезона. В данном случае камеры устанавливаются в неотапливаемом помещении, который планируется строить в Витебской области. Принимаем значения энтальпии и влагосодержания по приложению 7 [3], с. 94:

Удельную теплоёмкость воды принимаем c’=4,19 кДж/(кг·0C). Температуру смоченного термометра психрометра определяем, используя таблицу 2.3 и по формуле:

где tII – температура второй ступени сушки, °С; Δt – психрометрическая разность на той же ступени, °С.

Удельный расход теплоты на испарение 1 кг влаги:

Расход теплоты на испарение влаги из 1 м3 расчётного материала определяем для зимних и среднегодовых условий по формуле

кДж/м3,

кДж/м3 ,

кДж/м3.

Расход теплоты в единицу времени на испарение влаги также рассчитываем для зимних и среднегодовых условий. При этом используем формулу

кВт,

кВт.

кВт.

4. 3. 3 Тепловые потери через ограждения

Тепловые потери через ограждения сушилки в единицу времени определяем, используя равенство

где Fi – площадь ограждений определённого вида (стен, пола, дверей и т. д.), м2 ;KТi – коэффициент теплопередачи соответствующего вида ограждений, Вт/(); tc – температура среды в камере, 0C; t0 – расчётная температура наружного по отношению к камере воздуха, 0C.

Основой для выполнения расчета тепловых потерь через ограждения являются решения, принятые при разработке плана сушильного цеха (подраздел

Коэффициент теплопередачи всех видов ограждений:

Вт/( ),

где αв, αн – коэффициенты теплообмена внутренних и наружных поверхностей ограждений, Вт/(); δ1, δ2… δn – толщина отдельных слоёв ограждений, м; λ1, λ2… λn – коэффициенты теплопроводности материалов соответствующих слоёв ограждений, Вт/(м·0C).

Основой для выполнения расчета тепловых потерь через ограждения являются решения, принятые при разработке плана сушильного цеха.

Расчет площади производят отдельно для каждого вида ограждений. Это вызвано тем, что толщина ограждений, а также материалы, из которых они изготовлены, могут быть различными, а температура наружной среды неодинаковой.

Рассчитаем площади для каждого вида ограждений. Для этого используем эскиз внутреннего объема камеры с указанием всех его размеров, изображенный на рисунке 4. 1

LK, BK, HK - длина, ширина и высота внутреннего объема камеры, м;

Рисунок 4. 1 – Внутренний объем сушильной камеры

Sбоковая стена =м2;

Sторцовая стена =м2;

Sперекрытие =м2;

Sпол =м2.

Для выполнения расчёта необходимо знать коэффициент теплопроводности всех материалов, из которых сделаны ограждения, а также толщину отдельных слоёв ограждений. Примем следующую конструкцию и размеры ограждений, изображенную на рисунке 4. 2.

панель сборной камеры

1 – алюминий; 2 – полипеноуретан;

Рисунок 4. 2 – Схемы многослойных ограждений

Коэффициент теплообмена внутренних поверхностей ограждений принимаем равным αв = 25 Вт/(). Для наружных поверхностей ограждений его величина зависит от места расположения сушильной камеры. В нашем случае камеры расположены в неотапливаемом помещении αн= 12 Вт/().

Толщины отдельных слоев ограждений принимаем равными:

Коэффициенты теплопроводности выбранных материалов принимаем из приложения 9 [3], с. 95.

Рассчитываем коэффициент теплопередачи для всех видов ограждений:

– боковая стена, торцовые стены, перекрытия, двери

Коэффициент теплопередачи пола принимаем равным половине коэффициента теплопередачи наружной стены, т. е.

Расчёты показывают, что значения коэффициента теплопередачи всех видов ограждений не превышают 0,7 Вт/(). Следовательно, камера в дополнительном утеплении не нуждается.

Температуру среды в камере принимаем равной средней температуре агента сушки на входе и выходе из штабеля tс=82,9 0C.

Расчётную температуру наружного воздуха по отношению к камере, установленной в неотапливаемом помещении, принимаем для зимних условий t0=-20 0C и для среднегодовых условий из приложения 7 [3], 94 - t0=5,10C. При расчёте теплопотерь через пол наружную температуру принимают для зимних условий t0=20C, для среднегодовых - t0 =10 0C.

Рассчитываем величину теплопотерь через все виды ограждений:

– боковая стена

– торцовые стены

– перекрытие

– пол

Суммарные тепловые потери через ограждения сушилки составят:

– для зимних условий

– для среднегодовых условий

Результаты расчета тепловых потерь через ограждения сушильной камеры сводим в таблицу 4.2.

Таблица 4. 2 – Тепловые потери через ограждения камеры

Наименование ограждений	Площадь, м2	Коэффициент теплопередачи, Вт/( м·0C)	Температура, 0C	Теплопотери, кВт
средняя в камере	наружная	Qогр.i	Qогр.
Зимние условия
Боковая стена	12,24	0,233	82,9	-20	0,293	0,911
Торцовая стена	2x6,05	0,233	82,9	-20	0,290
Перекрытие	9,79	0,233	82,9	-20	0,235
Пол	9,79	0,117	82,9	2	0,093
Среднегодовые условия
Боковая стена	12,24	0,233	82,9	5,1	0,222	0,703
Торцовая стена	2x6,05	0,233	82,9	5,1	0,220
Перекрытие	9,79	0,233	82,9	5,1	0,177
Пол	9,79	0,117	82,9	10	0,084

Определяем удельный расход теплоты на потери через ограждения в пересчёте на 1 кг испаряемой влаги: