СКАЧАТЬ:gto_kursach_2.zip [1,31 Mb] (cкачиваний: 159)

ОГЛАВЛЕНИЕ 

ВВЕДЕНИЕ..................................................................................................................................4

1.     ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ.......................................................................................5

1.1   Пересчет объема фактического материала в объем условного материала.....................5

1.2   Определение производительности камер в условном материале................................. 19

1.3   Определение необходимого количества камер………………………………………....20

1.4   Определение производственной мощности действующего лесосушильного цеха…. 20

2.      ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ КАМЕР И ЦЕХА.........................................................................21

2.1     Выбор расчетного материала............................................................................................21

2.2    Определение массы испаряемой влаги............................................................................21

2.3    Выбор режима сушки.........................................................................................................22

2.4    Определение параметров агента сушки на входе в штабель........................................ 23

2.5    Определение параметров агента сушки на выходе из штабеля.....................................24

2.6    Определение объема свежего и отработанного воздуха.................................................27

2.7     Расчет приточно-вытяжных каналов камеры..................................................................28

2.8     Определение расхода тепла на сушку..............................................................................29

2.8.1  Определение расхода тепла на прогрев древесины........................................................29

2.8.2   Определение расхода тепла на испарение влаги...........................................................32

2.8.3   Потери тепла через ограждения камеры.........................................................................33

2.8.4   Определение удельного расхода тепла на сушку..........................................................39

2.8.5   Определение удельного расхода тепла на один кубический метр расчётного

материала......................................................................................................................................39

2.9     Расчёт калориферов...........................................................................................................40

2.10   Определение расхода пара................................................................................................46

2.11   Определение диаметров паропроводов и конденсатопроводов...................................48

2.12   Выбор конденсатоотводчиков..........................................................................................51

3.     АЭРОДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ КАМЕР...................................................................52

3.1 Составление аэродинамической схемы камеры………………………………………….52

3.2 Определение сопротивлений движению агента сушки на каждом участке……………56

3.3 Выбор вентилятора…………………………………………………………………………61

3.4 Определение мощности и выбор электродвигателя……………………………………...62

4.     ВОПРОСЫ ПЛАНИРОВКИ ЛЕСОСУШИЛЬНЫХ ЦЕХОВ И МЕХАНИЗАЦИИ РАБОТ ПО ФОРМИРОВАНИЮ И ТРАНСПОРТИРОВАНИЮ СУШИЛЬНЫХ ШТАБЕЛЕЙ.................................................................................................................................64

4.1    Планировка сушильных цехов..........................................................................................64

4.2    Механизация работ по формированию и транспортированию штабелей.....................65

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ…………………………....................................................................................67

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время в нашей стране вырабатывается более 100 мил м³ в год. Основным потребителем п/м остается строительство- 54.2 % общего потребления. Так же п/м используются на производство тары, упаковки, 14.8 %, в машиностроении и деревообработке 13.2%, в мебельном производстве 6.8 %. Лесопильная и деревообрабатывающая промышленность РФ располагает значительным сушильным хозяйством, в состав которого входят сушильные камеры разнообразных конструкций, как отечественные так и зарубежные. Развитие лесосушильной техники базируется на интенсивном росте научно-исследовательской деятельности, охватывающей существенное влияние на конструирование камер новых типов. Проектными организациями разработаны типовые рабочие проекты более совершенных сушильных камер, что в значительной мере способствует быстрому росту мощностей лесосушильного хозяйства.

В связи с разработкой новых типов и конструкцией лесосушильных камер особенно актуален вопрос правильного выбора наиболее эффективных типов лесосушильных камер для широко промышленного внедрения.

Камера СПВ-62 состоит из верхней секции, передней торцевой секции с дверью, задней торцевой секции, 2-х боковых щитов, системы трубопроводов, теплового оборудования, системы регулирования, типов управления эл. двигателя.

1. 1.     Технологический расчет

1.1   Пересчет объема фактического материала в объем условного материала

Объем подлежащего сушке пиломатериала заданной спецификации Ф_i, м³, пересчитывается в объем условного материала У_i, м³ усл., по формуле (1.1), с.7 /1/

                                                                       У_i = K_iФ_i ,                                                           (1.1)

где Ф_i – объем высушенных или подлежащих сушке фактических пиломатериалов

               данного размера и породы (задается в спецификации), м3;

       K_i – коэффициент пересчета.

Коэффициент пересчета определяется по формуле (1.2), с.7 /1/

                                                        K_i = К_τ К_Е ,                                                                          (1.2)     

где  К_τ  - коэффициент продолжительности оборота камеры;

       К_Е  - коэффициент вместимости камеры.

Коэффициент вместимости камеры определяется по формуле (1.3), с.7 /1/

                                                 К_Е =                                                                                     (1.3)

где  β_у - коэффициентов объемного заполнения штабеля условным материалом;

       β_ф -  коэффициентов объемного заполнения штабеля фактическим  материалом.

Величина коэффициента объемного заполнения штабеля условным материалом или фактическим  определяется по формуле (1.4), с.7 /1/

                                      β_у = β_ф = β_в β_ш β_д ,                                                                (1.4)

где  β_в  - коэффициент заполнения штабеля по высоте;

       β_ш - коэффициент заполнения штабеля по ширине;

       β_д  - коэффициент заполнения штабеля по длине;

       У₀ - объемная усушка пиломатериала, %.

Коэффициент заполнения штабеля по высоте определяется по формуле (1.5), с.7 /1/

                                          ,                                                                                   (1.5)

где S   - номинальная толщина высушиваемого материала, мм;

      S_пр - толщина прокладок, мм.

Принимаем толщину прокладок  S_пр = 25 мм, с.7 /1/.  Коэффицент заполнения штабеля по ширине β_ш, определится по таблице 1.1, с.8 /1/ в зависимости от вида пиломатериалов (обрезанные, и не обрезные). Значение коэффициента штабеля по ширине берутся для штабелей бет шпаций. Коэффициент заполнения штабеля по длине определим по формуле (1.6), с.7 /1/

                                           ,                                                                                  (1.6)       

где    l_cр          - средняя длина пиломатериалов в штабеле, м;

        l_габ.шт.   - габаритная длина штабеля, м.     

Габаритные размеры штабеля по длине, ширине, высоте составляют 6,5 × 1,8 × 2,6 м по таблице 8, с.163 /2/.

При укладе заготовок, уложенных «торец в торец», их количество по длине  штабеля вычисляется по формуле (1.6), с.8 /1/

                                           ,                                                                        (1.7)

где l_габ.шт. - габаритная длина штабеля, м;

      l_заг          - длина заготовки, м.

  Округлив количество заготовок по длине штабеля n_д до целого числа в меньшую сторону, определим коэффициент заполнения штабеля по длине для заготовок по формуле (1.7), с.8 /1/

                                                   ,                                                                    (1.8)

где l_заг        - длина заготовки, м;

      l_габ.шт. - габаритная длина штабеля, м;

       n_д'      - величина, полученная по формуле (1.7) после округления до целого числа.

Объемная усушка У₀, % определяется по формуле (1.8), с.8 /1/

                                    ,                                                                           (1.9)

где К₀      - коэффициент объемной усушки древесины;

      W_ном - влажность, для которой установлены номинальные размеры пиломатериалов, %

       W_к    - конечная влажность пиломатериалов, %.

Влажность, для которой установлены номинальные размеры пиломатериалов, W_ном =20 %, с.8 /1/.Коэффициент объемной усушки К_о определяется по таблице 1.2, с.9 /1/.

Выполняем расчет коэффициента вместимости камеры.

1) Для древесины сосны (19×130) коэффициент объемной усушки К₀ = 0,44 по таблице 1.2, с.9 /1/ , коэффициент заполнения штабеля по ширине β_ш = 0,9 по таблице 1.1, с.8 /1/. Коэффициент заполнения штабеля условным материалом  β_у =0,454 с.9 /1/.

Определим параметры пиломатериала из древесины сосны:

Определим по формуле (1.9) объемную усушку пиломатериалов

У₀ = 0,44 · (20 – 7) = 5,72 %

Коэффициент заполнения штабеля по высоте находится по формуле (1.5)

.

Коэффициент заполнения штабеля по длине находится по формуле (1.6)

.

Коэффициент объемного заполнения штабеля находится по формуле (1.4)

.

Коэффициент вместимости камеры определяем по формуле (1.3)

.

2) Для древесины ель (50 × Р.Ш × 4500) коэффициент объемной усушки К₀ = 0,43 по таблице 1.2, с.9 /1/, коэффициент заполнения штабеля по ширине β_ш = 0,6 по таблице 1.1, с.8 /1/. Коэффициент заполнения штабеля условным материалом  β_у =0,454 с.9 /1/.

Определим параметры пиломатериала из древесины ели:

Определим по формуле (1.9) объемную усушку пиломатериалов

У₀ = 0,43 · (20 – 7) = 5,59 %

Коэффициент заполнения штабеля по высоте находится по формуле (1.5)

.

Коэффициент заполнения штабеля по длине находится по формуле (1.6)

.

Коэффициент объемного заполнения штабеля находится по формуле (1.4)

.

Коэффициент вместимости камеры определяем по формуле (1.3)

.

3) Для древесины лиственницы (25 × Р.Ш × 5500) коэффициент объемной усушки К₀ = 0,52 по таблице 1.2, с.9 /1/ , коэффициент заполнения штабеля по ширине β_ш = 0,6 по таблице 1.1, с.8 /1/. Коэффициент заполнения штабеля условным материалом  β_у =0,454 с.9 /1/.

Определим параметры пиломатериала из древесины лиственницы:

Определим по формуле (1.9) объемную усушку пиломатериалов

У₀ = 0,52 · (20 – 7) = 6,76 %

Коэффициент заполнения штабеля по высоте находится по формуле (1.5)

.

Коэффициент заполнения штабеля по длине находится по формуле (1.6)

.

Коэффициент объемного заполнения штабеля находится по формуле (1.4)

.

Коэффициент вместимости камеры определяем по формуле (1.3)

.

4) Для древесины березы (28 × 150 × 6000) коэффициент объемной усушки К₀ = 0,54 по таблице 1.2, с.9 /1/ , коэффициент заполнения штабеля по ширине β_ш = 0,9 по таблице 1.1, с.8 /1/. Коэффициент заполнения штабеля условным материалом  β_у =0,454 с.9 /1/.

Определим параметры пиломатериала из древесины березы:

Определим по формуле (1.9) объемную усушку пиломатериалов

У₀ = 0,54 · (20 – 7) = 7,02 %

Коэффициент заполнения штабеля по высоте находится по формуле (1.5)

.

Коэффициент заполнения штабеля по длине находится по формуле (1.6)

.

Коэффициент объемного заполнения штабеля находится по формуле (1.4)

.

Коэффициент вместимости камеры определяем по формуле (1.3)

.

5) Для древесины бука (35 × 50 × 925) коэффициент объемной усушки К₀ = 0,47 по таблице 1.2, с.9 /1/ , коэффициент заполнения штабеля по ширине β_ш = 0,9 по таблице 1.1, с.8 /1/. Коэффициент заполнения штабеля условным материалом  β_у =0,454 с.9 /1/.

Определим параметры пиломатериала из древесины бука:

Определим по формуле (1.9) объемную усушку пиломатериалов

У₀ = 0,47 · (20 – 7) = 6,11 %

Принимаем = 0,58 ( l_заг свыше 0,5 м до 1,0 м ).

Коэффициент заполнения штабеля по длине находится по формуле (1.7), (1.8)

;

Округляем nд до целого в меньшую сторону  nд = 7

.

Коэффициент объемного заполнения штабеля находится по формуле (1.4)

.

Коэффициент вместимости камеры определяем по формуле (1.3)

.

6) Для древесины клена (32 × 150 × 5000) коэффициент объемной усушки К₀ = 0,44 по таблице 1.2, с.9 /1/ , коэффициент заполнения штабеля по ширине β_ш = 0,9 по таблице 1.1, с.8 /1/. Коэффициент заполнения штабеля условным материалом  β_у =0,454 с.9 /1/.

Определим параметры пиломатериала из древесины клена:

Определим по формуле (1.9) объемную усушку пиломатериалов

У₀ = 0,44 · (20 – 7) = 5,98 %

Коэффициент заполнения штабеля по высоте находится по формуле (1.5)

.

Коэффициент заполнения штабеля по длине находится по формуле (1.6)

.

Коэффициент объемного заполнения штабеля находится по формуле (1.4)

.

Коэффициент вместимости камеры определяем по формуле (1.3)

.

Данные расчета коэффициентов вместимости камеры введем в таблицу 1.1.

Таблица1.1

Определение коэффициентов вместимости камеры

Примечания :   β_в     - коэффициент заполнения штабеля по высоте;

                          β_ш    - коэффициент заполнения штабеля по ширине;

                          β_д    - коэффициент заполнения штабеля по длине;

                          К₀      - коэффициент объемной усушки древесины;

                          W_ном - влажность, для которой установлены номинальные размеры  

                                         пиломатериалов, %

                         W_к      -  конечная влажность пиломатериалов, %.

                          У₀      - объемная усушка пиломатериала, %.

                          β_у       - коэффициентов объемного заполнения штабеля условным     

                                        материалом;

                          β_ф    -  коэффициентов объемного заполнения штабеля фактическим   

                                         материалом.

                          К_Е   - коэффициент вместимости камеры.

Коэффициент продолжительности оборота камеры определяется по формуле (1.9), с.10 /1/

                                                   ,                                                                           (1.10)

где τ_об.ф - продолжительность оборота камеры при сушке фактического метериала данного 

                 размера и породы, суток;

        τ_об.у - продолжительность оборота камеры при сушке условного материала, суток.

Продолжительность одного оборота камеры при сушке фактического(τ_об.ф) или условного  (τ_об.у) материала (в сутках) рассчитывается по формулам (1.10) и (1.11), с.10 /1/

                                             τ_об.ф = τ_суш  + τ_{загр ,}                                                                        (1.11)

                                             τ_об.у = τ_суш+τ_{загр ,}                                                                                                                (1.12)

где τ_суш - продолжительность сушки фактического или условного материала, суток;

       τ_загр - продолжительность загрузки и выгрузки материала, суток.

Принимаем продолжительность загрузки и выгрузки материала τ_загр  = 0,1 суток.

Общая продолжительность сушки (в часах), включая начальный прогрев и влаготеплообработку, находится по формуле (1.14), с.11 /1/

                       τ_суш = τ_исх· А_р· А_ц · А_к · А_в · А_д ,                                                                       (1.13)

где τ_исх - исходная продолжительность собственно сушки пиломатериалов заданной

               породы;

       А_р - коэффициент, учитывающий категорию применяемого режима сушки;

       А_ц - коэффициент, учитывающий характер и интенсивность циркуляции воздуха в

                камере;

       А_к - коэффициент, учитывающий категорию качества сушки и характеризирующий

                среднюю длительность влаготеплообработки;

       А_в - коэффициент, учитывающий начальную(W_н) и конечную(W_к)влажность                   

               древесины;

       А_д  - коэффициент, учитывающий влияние длины заготовок на продолжительность

                процесса.

Исходная продолжительность сушки пиломатериалов определяется по таблице 1.4, с.12 /1/. (при нахождении промежуточных значений используем метод интерполирования). Коэффициент, учитывающий категорию нормального режима сушки А_р=1, с.11 /1/.

Коэффициент, учитывающий характер и интенсивность циркуляции воздуха в камере А_ц определяется по таблице 1.5, с.13 /1/ в зависимости от произведения τ_исх· А_р. Коэффициент, учитывающий категорию качества сушки, = 1,15 для второй категории качества с.29 /1/. Коэффициент учитывающий начальную(W_н ) и конечную(W_к ) влажность древесины А_в, находим по таблице 1.6, с.14 /1/ (при нахождении промежуточных значений используем метод интерполирования). Коэффициент, учитывающий влияние длины заготовок на продолжительность процесса А_д = 1,0 – для пиломатериалов, а для заготовок берется в зависимости от отношения их длины l к толщине S, с.11 /1/.

      1) Определим все значения коэффициентов для пиломатериалов из сосны (19×130×6500 мм).

Исходная продолжительность сушки τ_исх = 39 часов по таблице 1.4, с.12 /1/.

Найдем произведение исходной продолжительности сушки на коэффициент, учитывающий категорию режима

τ_исх· А_р = 39 · 1 = 39.

Из таблицы 1.5, с.13 /1/, интерполируя, находим коэффициент А_ц, учитывающий характер и скорость циркуляции воздуха при скорости υ_шт = 2,45 м/с.

Из таблицы 1.6, с.14 /1/, интерполируя, найдем коэффициент, учитывающий значения начальной (W_н )и конечной(W_к ) влажности древесины

.

Общую продолжительность сушки рассчитаем по формуле (1.13)

ч.

Продолжительность одного оборота камеры при сушке данного пиломатериала составит по формуле (1.11)

ч.

    2)  Определим все значения коэффициентов для пиломатериалов из ели      (40×РШ×4500 мм).

Исходная продолжительность сушки τ_исх = 88 часов по таблице 1.4, с.12 /1/.

Найдем произведение исходной продолжительности сушки на коэффициент, учитывающий категорию режима

τ_исх· А_р = 88 · 1 = 88.

Из таблицы 1.5, с.13 /1/, интерполируя, находим коэффициент А_ц, учитывающий характер и скорость циркуляции воздуха при скорости υ_шт = 2,45 м/с.

Из таблицы 1.6, с.14 /1/, найдем коэффициент, учитывающий значения начальной (W_н )и конечной(W_к ) влажности древесины

.

Общую продолжительность мушки рассчитаем по формуле (1.13)

ч.

Продолжительность одного оборота камеры при сушке данного пиломатериала составит по формуле (1.11)

ч.

     3) Определим все значения коэффициентов для пиломатериалов из лиственницы (25×80×6500 мм).

Исходная продолжительность сушки τ_исх = 93 часа по таблице 1.4, с.12 /1/.

Найдем произведение исходной продолжительности сушки на коэффициент, учитывающий категорию режима

τ_исх· А_р = 93 · 1 = 93.

Из таблицы 1.5, с.13 /1/, интерполируя, находим коэффициент А_ц, учитывающий характер и скорость циркуляции воздуха при скорости υ_шт = 2,45 м/с.

Из таблицы 1.6, с.14 /1/, интерполируя, найдем коэффициент, учитывающий значения начальной (W_н )и конечной(W_к ) влажности древесины

.

Общую продолжительность мушки рассчитаем по формуле (1.13)

ч.

Продолжительность одного оборота камеры при сушке данного пиломатериала составит по формуле (1.11)

ч.

       4) Определим все значения коэффициентов для пиломатериалов из березы (32×РШ×5500 мм).

Исходная продолжительность сушки τ_исх = 94 часов по таблице 1.4, с.12 /1/.

Найдем произведение исходной продолжительности сушки на коэффициент, учитывающий категорию режима

τ_исх· А_р = 94 · 1 = 94

Из таблицы 1.5, с.13 /1/, интерполируя, находим коэффициент А_ц, учитывающий характер и скорость циркуляции воздуха при скорости υ_шт = 2,45 м/с.

Из таблицы 1.6, с.14 /1/, интерполируя, найдем коэффициент, учитывающий значения начальной (W_н )и конечной(W_к ) влажности древесины

.

Общую продолжительность мушки рассчитаем по формуле (1.13)

ч.

Продолжительность одного оборота камеры при сушке данного пиломатериала составит по формуле (1.11)

ч.

      5) Определим все значения коэффициентов для пиломатериалов из бука   (28×130×5000 мм).

Исходная продолжительность сушки τ_исх = 107,14 часов по таблице 1.4, с.12 /1/.

Найдем произведение исходной продолжительности сушки на коэффициент, учитывающий категорию режима

τ_исх· А_р = 107,14 · 1 = 107,14.

Из таблицы 1.5, с.13 /1/, интерполируя, находим коэффициент А_ц, учитывающий характер и скорость циркуляции воздуха при скорости υ_шт = 2,45 м/с.

Из таблицы 1.6, с.14 /1/, интерполируя, найдем коэффициент, учитывающий значения начальной (W_н )и конечной(W_к ) влажности древесины

.

Общую продолжительность мушки рассчитаем по формуле (1.13)

ч.

Продолжительность одного оборота камеры при сушке данного пиломатериала составит по формуле (1.11)

ч.

        6) Определим все значения коэффициентов для пиломатериалов из клена   (40×50×970 мм).

Исходная продолжительность сушки τ_исх = 114 часов по таблице 1.4, с.12 /1/.

Найдем произведение исходной продолжительности сушки на коэффициент, учитывающий категорию режима

τ_исх· А_р = 114 · 1 = 114

Из таблицы 1.5, с.13 /1/, интерполируя, находим коэффициент А_ц, учитывающий характер и скорость циркуляции воздуха при скорости υ_шт = 2,45 м/с.

Из таблицы 1.6, с.14 /1/, интерполируя, найдем коэффициент, учитывающий значения начальной (W_н )и конечной(W_к ) влажности древесины

.

Общую продолжительность мушки рассчитаем по формуле (1.13)

ч.

Продолжительность одного оборота камеры при сушке данного пиломатериала составит по формуле (1.11)

ч.

Результаты расчетов коэффициента продолжительности оборота камеры представим в виде таблицы 1.2

Таблица 1.2

Определение продолжительности сушки пиломатериалов и заготовок

Примечания к таблице 1.2:   W_н   - начальная влажность древесины;

                                                  W_к - конечная влажность древесины;

                                                  τ_исх - исходная продолжительность собственно сушки                  

                                                           пиломатериалов заданной породы;

                                                   А_р - коэффициент, учитывающий категорию применяемого  

                                                           режима сушки;

                                                   А_ц - коэффициент, учитывающий характер и интенсивность

                                                           циркуляции воздуха в камере;

                                                   А_к - коэффициент, учитывающий категорию качества сушки

                                                           и характеризирующий среднюю длительность  

                                                            влаготеплообработки;

                                                    А_в - коэффициент, учитывающий начальную(W_н) и

                                                            конечную (W_к) влажность древесины;

                                                   А_д  - коэффициент, учитывающий влияние длины заготовок

                                                            на продолжительность процесса;

                                                 τ_суш - продолжительность сушки фактического или условного

                                                           материала, суток;

                                                 τ_об.ф - продолжительность оборота камеры при сушке

                                                           фактического метериала данного размера и породы,                              

                                                            суток;

                                                  τ_об.у - продолжительность оборота камеры при сушке

                                                            условного материала, суток;

                                                    К_τ - коэффициент продолжительности оборота камеры.

Объем подлежащего сушке фактического материала, м³, данного размера и породы рассчитывается по формуле

                                                     ,                                  &