Тепловой расчёт (стр. 3 )

В пересчёте на 1 м3 расчётных пиломатериалов тепловые потери через ограждения составляют

4.Суммарный расход теплоты

Определение суммарного удельного расхода теплоты на сушку также производят для зимних и среднегодовых условий. При этом используем формулу :

где C1 – коэффициент, учитывающий дополнительный расход теплоты на начальный прогрев ограждений камеры, транспортных средств, оборудования и др.

Для камеры DQKE140/3 принимаем C1 = 1,3, т. к. камера оборудована рельсовым транспортом и установлена в неотапливаемом помещении.

Расчёт расхода теплоты на 1 м3 расчётного материала выполняем только для среднегодовых условий по формуле :

Результаты расчёта расхода теплоты на сушку обобщаем в таблицу 4.4.

Таблица 4. 4 – Расход теплоты на сушку

Статья расхода теплоты	Зимние условия	Среднегодовые условия
на 1 м3 древесины, кДж/м3	на 1 кг испаряемой влаги, кДж/кг	за 1с, кВт	на 1 м3 древесины, кДж/м3	на 1 кг испаряемой влаги, кДж/кг	за 1с, кВт
Прогрев материала	8	1565,8	59,1	8	1037,2	–
Испарение влаги	4	2666,5	16,0	2	2647,1	15,9
Потери через ограждения	35419,68	273,3	0,911	27332,64	210,9	0,703
Расход теплоты на сушку	–	5857,3	–	3	5063,76	–

4. 4. Определение расхода теплоносителя

В качестве теплоносителя в камере, используемой данном проекте, в используется насыщенный пар. Расход пара на сушку 1 м3 расчётных пиломатериалов определяем по формуле

кг/м3,

где iн – энтальпия сухого насыщенного пара при заданном давлении (p=0,2 МПа), кДж/кг; i’ – энтальпия кипящей воды при том же давлении, кДж/кг.

Энтальпию пара и кипящей воды определяем по табл. 2[2, с.212]:

iн = 2707 кДж/кг, i’ = 505 кДж/кг.

Для среднегодовых условий:

Часовой расход пара на 1 камеру в период прогрева и сушки рассчитывают для зимних условий по формулам

кг/ч;

кг/ч.

кг/ч,

кг/ч.

Часовой расход пара на сушильный цех также рассчитываем для зимних условий, используя формулы

кг/ч;

где - Nпр , Nсуш – количество камер, в которых одновременно идёт прогрев и сушка материала, соответственно, шт.; N – количество камер в цехе, шт.

Количество камер в цехе было рассчитано в разделе 3.2:

N=12 шт.

Количество камер, в которых одновременно идет прогрев и сушка пиломатериалов:

камеры;

камер.

Часовой расход пара на сушильный цех для зимних условий

кг/ч.

Годовой расход пара на сушку всего заданного объёма пиломатериалов определяем для среднегодовых условий по формуле

т/год,

где Ф – суммарный объём фактически высушенных (подлежащих сушке) пиломатериалов заданных размеров и пород, м3 /год; сτ3 – поправочный коэффициент, учитывающий увеличение расхода пара при сушке пиломатериалов, сохнущих медленнее расчётного материала.

Суммарный объём заданных пиломатериалов составляет

Ф =2000+2000+1500+1500=7000 м3 /год.

Коэффициент сτ3 определяем по таблице 4. 4 [3], с. 33 в зависимости от величины отношения средней продолжительности цикла сушки фактических пиломатериалов (τц. ср.) к продолжительности расчётного материала (таблица 3.1). Значения τц. ср. рассчитываем по формуле (4.34) [3, с.30]

сут,

где τц.i. – продолжительность цикла сушки заданных пиломатериалов, ч; Фi – объём заданных пиломатериалов, м3 /год.

сут.

Для расчётного материала определяем отношение τц. ср./ τц. =1,74/1,17=1,49, для которого значение поправочного коэффициента – сτ3 =1,098.

Годовой расход пара равен

т/год.

Результаты расхода теплоносителя обобщаем в таблицу 4. 4.

Таблица 4. 4 – Расход теплоносителя

Расход теплоносителя	Для зимних условий	Для среднегодовых условий
на сушку 1 м3 расчётных материалов, кг/ м3	–	298,3
часовой на 1 камеру, кг/ч: - в период прогрева - в период сушки	123,6 35,5	– –
часовой на сушильный цех	602,2	–
годовой на цех, т/год	–	2290,6

4. 5. Расчёт калориферов

4.Характеристика калориферов

Принимаем к установке в сушильной камере спирально-накатные биметаллические четырёхрядные калориферы КП4-СК, относящиеся к компактным калориферам, обогреваемым паром. Размеры и характеристики этой модели указаны в таблице 4.5, они относятся к рисунку 4.3.

Рис. 4. 3 Компактный калорифер паровой модели КП4-СК

Таблица 4.5 - Размеры и характеристики паровых компактных калориферов

Номер калорифера		Размеры, мм		Площадь поверхности Нагрева калорифера модели КП4-СК, м2	Пло­щадь
	А	Аз	Б	Б2	КП4-СК	ƒфр, м2
6	530	675	503	575		14,26	0,267
7	655	800	503	575		17,57	0,329
8	780	925	503	575		20,88	0,392
9	905	1050	503	575		24,19	0,455
10	1155	1300	503	575		30,82	0,581
11	1655	1795	1003	1075		90,04	1,660
12	1655	1795	1503	1575				136,02	2,488

4.Выбор места установки и компоновка калориферов

Калориферы устанавливаются с вертикальным расположением нагревательных трубок в циркуляционном канале камеры, размеры которого равны 4,45x0,66 м. Следовательно, высота калорифера не должна превышать высоту циркуляционного канала, т. е. А3<660мм. Так как список из списка калориферов нет подходящий, ставим калориферы с горизонтальным расположением трубок. Согласно приложению 10 [3], 96 выберем калорифер №9. Его высота, в нашем случае ширина А3=1050мм, высота Б2=575 мм. Таким образом, по ширине циркуляционного канала может поместиться следующее количество калориферов:

, шт.

Следовательно, принимаем количество калориферов nк=4.

Вычерчиваем схему поперечного сечения циркуляционного канала и предполагаемую компоновку в нём калориферов:

Для компактных калориферов рассчитывают массовую скорость во фронтальном сечении

где fфр – площадь фронтального сечения калорифера, м2; nk – количество калориферов в сечении, шт.

Согласно приложению 11 [3], c. 97, площадь их фронтального сечения калорифера составляет fфр=0,455 м2.

Массовая скорость агента сушки во фронтальном сечении установленных калориферов должна быть в пределах от 2 до 8 кг/( м2·с). В нашем случае условие выполняется.

4.Расчет тепловой мощности калориферов

Тепловую мощность выбранных калориферов, установленных в сушильной камере, рассчитываем по формуле

Qу=, кВт,

где КК – коэффициент теплопередачи калорифера, Вт/( м2·0C); F – площадь

поверхности нагрева калорифера, м2; ∆tср – средний температурный напор калорифера, 0C; C3 – коэффициент, учитывающий загрязнение поверхности нагревательных трубок калорифера.

Коэффициент теплопередачи для калориферов КП4-CК принимаем по приложению 15 [3], с. 99.

= 41 Вт/(м2·0 C)

Площадь поверхности нагрева компактных калориферов рассчитываем по формуле

где fк – поверхность нагрева одного калорифера. Значение fк определяем по приложению 11[3], с. 97 - fк=13,37 м2.

Средний температурный напор определяем по формуле

где t1, t2 – температура агента сушки на входе и выходе из штабеля, ·◦С; tн – температура насыщенного пара, ·◦С.

Коэффициент Сз для компактных калориферов принимаем Сз =1,2.

Qу =

Определяем тепловую нагрузку на калориферы во время сушки пиломатериалов в зимних условиях по формуле

где Сп – коэффициент неучтенных потерь теплоты при сушке. Принимаем Сп = 1,2.

Т. к. условие Qу > Qк выполняется, считаем, что калориферы обеспечат соблюдение выбранных режимов сушки и требуемую производительность сушильных камер.