Содержание
Введение
1. Основные сведения
2. Технологический расчет
3. Тепловой расчёт
4. Аэродинамический расчет
5. Описание технологического процесса
Список литературы
Введение
Сушка древесины относится к одному из важнейших процессов тех-нологии деревообработки, направленных на повышение качества и долговечности изделий из нее. Из-за применения недосушенной или некачественно просушенной древесины народное хозяйство несет большие убытки.
Основным средством увеличения объемов подвергаемых сушке пиломатериалов и улучшения качества сушки является строительство новых и реконструкция устаревших сушилок. Практически все установки в качестве источника тепла имеют паровой калорифер. Пар, подаваемый в теплообменники и используемый для начального прогрева древесины, а также для промежуточных и конечных влаготеплообработок, имеет одну природу: это сухой насыщенный пар различного давления с температурой до 155с.
Однако в настоящее время на большинстве предприятий лесного комплекса в основном используются водогрейные котлы низкого давления, укомплектованные топками, в которых сжигаются древесные отходы различного вида, и практически нет технологического пара для целей сушки. Сушка в таких предприятиях ведется только по мягким режимам, влаготеплооработка, как правило, не проводится.
В связи с этим вопросы рационального проектирования, выбора наиболее целесообразных способов сушки, разработки более совершенных технологических и конструктивных схем камер приобретают особую актуальность.
Основные сведения
Лесосушильная камера типа ИнтерУРАЛ была разработана в 1991г., учитывая преимущества созданной ранее камеры УРАЛ-72, а также прошла всесторонние испытания, как на стенде, так и в промышленных условиях.
Идея и универсальность установки заключалась в том, что, имея однотипный корпус, вентилятор и систему автоматики, она отличалась внутри данного класса установок только конструкцией источника тепла. Его конструктивные особенности, в свою очередь, отличались друг от друга применяемым видом теплоносителя. Дополнительно, с целью получения пиломатериала наивысшего качества в конструкции камеры были использованы все достижения уральских разработок по аэродинамике равномерной раздачи сушильного агента по штабелю пиломатериалов.
Для упрощения конструкции и технологии изготовления в камерах исключено реверсирование потока воздуха по штабелю.
При обозначении типов камер принята следующая система классификации:
цифры после дефиса-1, 2-количество штабелей в камере;
буквы - теплоноситель, тип источника тепла или характеристика корпуса камеры: п – паровая; в – водяная; э – электрическая с тэнами; и – индукционная; тг – с топочными газами; КГ – контейнерная газовая; МД – малогабаритная, деревянная; МЭ – малогабаритная, электрическая.
В камерах для побуждения движения воздуха стоит роторный цен-тробежный вентилятор, конструкции проф. Микита Э.А., унифицированный, с радиальными лопатками (для повышения надежности и долговечности его частота вращения n=250-270 об/мин).
Корпус сушильных камер конструкции «ИУ» состоит из металличе-ских панелей (типа «сэндвич») с теплоизоляцией из минераловатных материалов. Внутренняя обшивка камер выполнена из нержавеющей стали, наружная – из профильного оцинкованного стального листа. Монтаж корпуса камеры осуществляется непосредственно у заказчика, на месте эксплуатации.
Камеры отличаются друг от друга, как это отмечалось выше, только источником тепла: в паровых и водяных (ИУ – 1гв) – это компактные биметаллические калориферы.
Технологические показатели камеры ИУ – 1гв.
Габаритные размеры штабеля, м 6,6х1,8х2,6
Число штабелей, шт 1
Вместимость камеры 14,7
Годовая производительность, м3 1000
Побудитель циркуляции центробежный вентилятор№20
Производительность вентилятора, тыс.м3/ч 72,0
Установленная мощность электродвигателей, кВт 11,0
Скорость воздуха в штабеле, м/с 2,3
Тепловое оборудование БМК
Источник тепла горячая вода
Масса, т 7,8
Технологический расчет
Тепловой расчёт
Выбор расчетного пиломатериала.
За расчётный материал в практике проектирования лесосушильных камер выбирается наиболее быстросохнущий пиломатериал. Тепловое оборудование, рассчитанное по быстросохнущему пиломатериалу, надёжно обеспечит сушку пиломатериалов всех пород и сечений.
Выбираем из нашей спецификации пиломатериалов, подлежащих сушке, хвойные доски (сосна), сечением 25х150 и длиной 6500 мм.
Выбор режима сушки
Режимы сушки выбираются в зависимости от породы, толщины и назначения расчетного пиломатериала, требований, предъявленных к качеству сухой древесины.
Выбираем II категорию качества – для пиломатериалов и заготовок в столярно-мебельном производстве.
Выбираем низкотемпературный режим 2 – М (по ГОСТ 19773-84).
Таблица 2.4 - Параметры сушильного агента
| Влажность древесины, % | t,0C | Dt,0C | j |
| >35 | 57 | 5 | 0,77 |
| 35-25 | 61 | 9 | 0,62 |
| <20 | 77 | 25 | 0,29 |
Определение расхода воды
Расход воды на одну сушильную камеру
D г.в = Qk / c в r в D t = 26,4/4,19.945.15 = 0, 0004 м3/сек или 1,44 м3/час, (2.47)
где Qk – тепловая мощность калорифера, кВт;
св – теплоемкость воды,
r в – плотность воды, кг/м3;
D t – разница между температурой воды на входе к калорифер и на выходе из калорифера.
Скорость воды:
V в = D г.в / f ж.сеч = 0,0004 / 0,0022 =0,18 м/с (2.48)
где f ж.сеч – площадь трубы калорифера.
Годовая потребность в горячей воде:
D г = 335 . 24 . n . D г.в = 335.24.5.1,44 = 5,78.104 м3 (2.49)
где 24- число часов в сутках; 335 – число рабочих дней в году;
n – число камер, в которых идет сушка.
Аэродинамический расчет
Общая часть
Основными задачами аэродинамического расчета установок для сушки пиломатериалов являются: выбор типа, размеров и количества вентиляторов требуемой производительности, определение числа оборотов вентиляторов и необходимой мощности двигателей для их привода, а также количества потребляемой электроэнергии.
Выбор вентиляторов и их параметров производится по индивидуальным или обобщенным аэродинамическим характеристикам в соответствии с требуемой производительностью и напором, составленным для т.н. стандартного воздуха (t = 20о С, ц = 0,50 и Рб = 760 мм. рт. ст., с = 1,2 кг/м3).
Полный напор Нв, развиваемый вентилятором, в общем случае должен быть равен сумме статического и динамического напоров:
Н в= Нст + Нд (4.1)
Статический напор Нст равен сумме сопротивлений всех последовательных участков ∆hi на пути движения агента сушки в камере:
n
Нст=∑∆hi, или (4.2)
i
n сi щi2 еi lu
Нст=∑ ________ ( _______ + жi), Па (4.3)
i 2 f
где на данном i-ом участке
сi – плотность агента сушки, кг/м3;
щi – скорость агента сушки, м/с;
еi – коэффициент трения о стенки газохода;
l – длина прямого газохода, м;
u- периметр поперечного сечения прямого газохода, м;
f – площадь «живого» сечения газохода, м2;
жi – коэффициент местного сопротивления.
Для расчета Нст необходимо составить схему контура циркуляции агента сушки в камере, разбив его на характерные расчетные участки местных сопротивлений. Скорость движения воздуха на каждом участке определяется по общей формуле:
где fж.с - поперечное сечение канала, свободное для прохода агента сушки, м2;
Vс – объем циркулирующего агента сушки, м3/с.
 |
Рис 4.1 Схема циркуляции агента сушки по камере ИУ‑1гв
Таблица 4.1 Участки циркуляции воздуха в камере
| Номер участка | Наименование участка |
| 1 | Вентилятор |
| 2, 4, 8, 10, 11 | Поворот под углом 900 |
| 3, 9 | Прямой канал |
| 5 | Вход в штабель (внезапное сужение) |
| 6 | Штабель |
| 7 | Выход из штабеля (внезапное расширение) |
| 12 | Калорифер |
Выбор вентилятора
Серийные вентиляторы подбираются по аэродинамическим характеристикам: индивидуальным, групповым и безразмерным. В нашем случае циркуляция агента сушки осуществляется низкочастотными центробежными вентиляторами с радиальными лопатками специального изготовления конструкции проф. Микита Э.А., ЛатНИИЛХП. Эти вентиляторы хорошо зарекомендовали себя при горизонтально‑поперечной циркуляции сушильного агента в камерах типа ИУ.
Выбираем вентилятор Ц9-57 №8 с диаметром вентилятора 2000 мм, числом оборотов nв=900 об/мин, КПД=0,75.
Подготовка камеры к работе
Подготовка камеры заключается в очистке ее от мусора и проверке исправного состояния оборудования.
Проверяют шибера воздухообменных каналов, они должны полностью перекрывать каналы. Дверь камеры должна обеспечивать герметичность. Проверяют работоспособность исполнительных механизмов, так же осмотру подлежит психрометр и вентиляторы.
Периодически проверяется состояние вентиляторного узла, приборов дистанционного контроля и автоматического регулирования температур и влажности.
Загрузка камер
С участка формирования штабеля штабель транспортируется к камерам при помощи траверсной тележки: с лифта штабель перекатывается по рельсам на траверсную тележку, траверсная тележка перемещается до камеры которую предстоит загрузить и перекатывается с траверсной тележки по рельсам в камеру.
Режимные параметры сушки
После прогрева задаются режимные параметры сушки путем снижения температуры по сухому и увеличению разницы между сухим и смоченным термометрам. Для этого нужно перекрыть вентили подачи на увлажнительную трубу и приоткрыть заслонки воздухообменных каналов, чтобы выбросить из камеры часть влажного воздуха и подать в камеру свежий воздух. Эту операцию продолжать до установления нужных значений (показателей) сухого и смоченного термометров согласно режиму сушки.
Режим сушки выбирается в зависимости от породы и сечения пиломатериала согласно ГОСТ 19773-84.
Для снятия напряжений в древесине, возникающих в процессе сушки может проводиться промежуточная и конечная влаготеплообработки. При этом температуру среды в камере держат ≈ на 80 С выше режимной. Степень насыщенности воздуха паром должна быть не ниже 95%.
Окончание сушки. После влаготеплообработки пиломатериалы выдерживают в течение 2 – 3 часов при параметрах последней ступени режима для подсушки поверхностного слоев.
Затем прекращается подача воды в калориферы, отключается вентилятор и п/м охлаждают до 30 0С, при этом открыты приточно-вытяжные каналы, а затем приоткрывают и двери камеры. Время охлаждения в пределах 1 часа на каждый см толщины материала.
Из камеры неохлажденный штабель пиломатериалов выкатывать запрещается!
Высушенный пиломатериал должен храниться только в отапливаемом помещении. Для этого в цехе предусмотрен участок складирования сухих пиломатериалов.
Высушенный пиломатериал выкатывается на рельсовые пути из камеры при помощи лебедки на траверсной тележке и трособлочной системы, затем пакеты пиломатериалов при помощи траверсной тележки транспортируются на участок складирования сухих пиломатериалов.
Для хранения на длительный срок пиломатериал перекладывают в плотные пакеты и торцы прикрывают. Эту операцию можно производить при помощи лифта.
Транспортировка пакетов сухих пиломатериалов на дальнейшую обработку производится при помощи траверсной тележки.
Список литературы
1 Лесосушильные камеры: Метод. указания/ Е.В. Воронцов, В.В. Сергеев, Ю.И. Тракало. – Екатеринбург: ГОУ ВПО УГЛТУ, 2004. – 32 с.
2 Технологический расчет сушильных камер периодического и непрерывного действия для пиломатериалов с использованием ПЭВМ: Метод. указания/ В.Г. Кротов, Ю.И. Тракало, Ю.М. Ошурков. – Екатеринбург: РИО УГЛТА, 2001. – 48.
3 Тепловой расчет лесосушильных камер периодического и непрерывного действия с использованием ПЭВМ: Метод. указания/ В.Г. Кротов, Ю.И. Тракало. – Екатеринбург: РИО УГЛТА, 1996. – 48.
4 Гидротермическая обработка древесины. Аэродинамический расчет сушильных камер периодического и непрерывного действия/ В.Г. Кротов, Ю.М. Ошурков. – Свердловск: РИО УЛТИ, 1991. – 32 с.
5 Шубин Г.С., Меркушев И.М. Проектирование лесосушильных камер. Учебное пособие по курсовому и дипломному проектированию по специальности 260200 «Технология деревообработки». – М.: МГУЛ. 2002. – 100 с.
6 Кречетов И.В. Сушка древесины. Изд-е 4-е перераб. и дополн. – М.: 1977 – 496 с.
Содержание
Введение
1. Основные сведения
2. Технологический расчет
3. Тепловой расчёт
4. Аэродинамический расчет
5. Описание технологического процесса
Список литературы
Введение
Сушка древесины относится к одному из важнейших процессов тех-нологии деревообработки, направленных на повышение качества и долговечности изделий из нее. Из-за применения недосушенной или некачественно просушенной древесины народное хозяйство несет большие убытки.
Основным средством увеличения объемов подвергаемых сушке пиломатериалов и улучшения качества сушки является строительство новых и реконструкция устаревших сушилок. Практически все установки в качестве источника тепла имеют паровой калорифер. Пар, подаваемый в теплообменники и используемый для начального прогрева древесины, а также для промежуточных и конечных влаготеплообработок, имеет одну природу: это сухой насыщенный пар различного давления с температурой до 155с.
Однако в настоящее время на большинстве предприятий лесного комплекса в основном используются водогрейные котлы низкого давления, укомплектованные топками, в которых сжигаются древесные отходы различного вида, и практически нет технологического пара для целей сушки. Сушка в таких предприятиях ведется только по мягким режимам, влаготеплооработка, как правило, не проводится.
В связи с этим вопросы рационального проектирования, выбора наиболее целесообразных способов сушки, разработки более совершенных технологических и конструктивных схем камер приобретают особую актуальность.
Основные сведения
Лесосушильная камера типа ИнтерУРАЛ была разработана в 1991г., учитывая преимущества созданной ранее камеры УРАЛ-72, а также прошла всесторонние испытания, как на стенде, так и в промышленных условиях.
Идея и универсальность установки заключалась в том, что, имея однотипный корпус, вентилятор и систему автоматики, она отличалась внутри данного класса установок только конструкцией источника тепла. Его конструктивные особенности, в свою очередь, отличались друг от друга применяемым видом теплоносителя. Дополнительно, с целью получения пиломатериала наивысшего качества в конструкции камеры были использованы все достижения уральских разработок по аэродинамике равномерной раздачи сушильного агента по штабелю пиломатериалов.
Для упрощения конструкции и технологии изготовления в камерах исключено реверсирование потока воздуха по штабелю.
При обозначении типов камер принята следующая система классификации:
цифры после дефиса-1, 2-количество штабелей в камере;
буквы - теплоноситель, тип источника тепла или характеристика корпуса камеры: п – паровая; в – водяная; э – электрическая с тэнами; и – индукционная; тг – с топочными газами; КГ – контейнерная газовая; МД – малогабаритная, деревянная; МЭ – малогабаритная, электрическая.
В камерах для побуждения движения воздуха стоит роторный цен-тробежный вентилятор, конструкции проф. Микита Э.А., унифицированный, с радиальными лопатками (для повышения надежности и долговечности его частота вращения n=250-270 об/мин).
Корпус сушильных камер конструкции «ИУ» состоит из металличе-ских панелей (типа «сэндвич») с теплоизоляцией из минераловатных материалов. Внутренняя обшивка камер выполнена из нержавеющей стали, наружная – из профильного оцинкованного стального листа. Монтаж корпуса камеры осуществляется непосредственно у заказчика, на месте эксплуатации.
Камеры отличаются друг от друга, как это отмечалось выше, только источником тепла: в паровых и водяных (ИУ – 1гв) – это компактные биметаллические калориферы.
Технологические показатели камеры ИУ – 1гв.
Габаритные размеры штабеля, м 6,6х1,8х2,6
Число штабелей, шт 1
Вместимость камеры 14,7
Годовая производительность, м3 1000
Побудитель циркуляции центробежный вентилятор№20
Производительность вентилятора, тыс.м3/ч 72,0
Установленная мощность электродвигателей, кВт 11,0
Скорость воздуха в штабеле, м/с 2,3
Тепловое оборудование БМК
Источник тепла горячая вода
Масса, т 7,8
Технологический расчет
Пересчёт объёма фактического материала в объём условного материала
Для учёта и сопоставления фактической производительности камер с плановой, а также для составления производственных программ лесосушильных цехов установлена учётная и плановая единица – кубический метр условного пиломатериала.
Условному материалу эквивалентны сосновые обрезные доски толщиной 40 мм, шириной 150 мм, длиной более 1000 мм, высушенные по II категории качества от начальной влажности 60% до конечной влажности 12%.
Объём высушенного или подлежащего сушке пиломатериала заданной спецификации Ф пересчитывается в объём материала У (м3 усл.) по формуле:
У=Ф b об.усл t об.ф / t об.усл b об.ф , (2.1)
где Ф – объём фактически высушенного или подлежащего сушке пиломатериала данного размера и породы (задаётся в спецификации), м3;
b об.усл – коэффициент объёмного заполнения штабеля условным пиломатериалом;
t об.ф – продолжительность оборота камеры при сушке фактического материала данного размера и породы, суток;
t об.усл – продолжительность оборота камеры при сушке условного материала, суток;
b об.ф – коэффициент объёмного заполнения штабеля фактическим материалом.
Кп= b об.усл / t об.усл , (2.2)
где Кп – пересчётный коэффициент.
У=Ф.Кп.t об.ф / b об.ф , (2.3)
Определение продолжительности сушки в камере периодического действия.
Общая продолжительность сушки, включая прогрев и влагообработку, находится по формуле:
t = t исх . .Ар.Ац.Ав.Ак.Ад + t заг , (2.4)
где t исх. – исходная продолжительность собственно сушки пиломатериалов заданной породы и размеров низкотемпературным режимом от начальной влажности 60% до конечной влажности 12% в камерах с реверсивной циркуляцией средней интенсивности (расчётная скорость сушильного агента по материалу 2 м/с), ч;
t заг – время на загрузку и выгрузку штабелей из камеры, равную 0.1 суток или 2.4 часа;
Ар; Ац; Ав; Ак; Ад – коэффициенты, учитывающие категорию режима Ар; интенсивность циркуляции Ац; начальную и конечную влажность Ав; качество сушки Ак; длину материала Ад.
Таблица 2.1 - Определение продолжительности сушки пиломатериалов
Таблица 2.2 - Пересчёт объёма фактических пиломатериалов в объём условного материала.
Дата: 2019-05-28, просмотров: 265.
