Гидротермическая обработка древесины

ρ_к – плотность конденсата, кг/м³

С_г – коэффициент, учитывающий снижение пропускной способности конденсатоотводчика при удалении горячего конденсата по сравнению с холодным конденсатом;

Δр ≤ 2 бар    С_г = 0,29; [1,стр.41],

Δр > 2 бар    С_г = 0,25; [1,стр.41].

Перепад давления в конденсатоотводчике, бар:

Δр = р₁-р₂,                                                                                 (71)

р₁ – абсолютное давление пароводяной смеси перед конденсатоотводчиком, бар;

р₁=0,95р, бар                                                                              (72)

р – абсолютное давление пара перед калорифером, бар

р₂ – абсолютное давление конденсата после конденсатоотводчика, бар (принимается от 1 до 2 бар) [1,стр.41].

Δр =0,95·1,5-1=0,425 бар

k_v = (19,5·135,6)/(0,29·√0,425·951,5)=453,55 кг/ч,

Выбирается конденсатоотводчик 45ч15нж с условным проходом d_у=15мм;

k_v =800кг/ч; L=90мм; L₁=14мм; H_max=192мм; Н₁=18мм; D₀=65мм; S=30мм; М=2,45кг.

 

 

 

 

 

 

3. АЭРОДИНАМИЧЕСКИЙ  РАСЧЁТ.

 

Целью аэродинамического  расчёта является определение количества вентиляторов, выбранного типа и марки, необходимых для циркуляции воздуха  в камере.

                                                                                                                                      

                                                                                1

                            

                                                                                                                                    

                                                                                                                    1500                    

                              12                                                       2                                              

                                                                                               3                                         

                                                                                                                                       

                                                                                                                                          

 

                                                                                                                                 

         3000                               7              6         5                                                        

                                      10             9               8          4                                                  

                                                                                                                                   

                                                                                                                  

                                                                                                      

                                                                                                                                            

                                                          1800                       

                                                                    

 

Рис.1. Схема к аэродинамическому расчёту камеры типа УЛ-2.

Выбран вентилятор типа У-12№-12,5. Количество вентиляторов – 4шт. Участки циркуляции агента сушки  в камере УЛ-2 приведены в таблице 8. Частота вращения ротора вентилятора n_в=830 мин^-1 

Таблица 8.                                                                                                                                         

Участки циркуляции агента сушки в камере УЛ-2.

Номер участка	Наименование участков
1	Вентилятор
2; 12	Повороты по радиусу
3	Боковой канал (внезапное  сужение)
4; 10	Ребристые трубы
5	Вход в штабель
6	Штабель
7	Выход из штабеля (внезапное  расширение)
8; 9	Повороты под углом 98…1000
11	Боковой канал (внезапное  расширение)

Определение скорости циркуляции агента сушки на каждом участке, (м/с)

V_i=V_ц/f_i,                                                                                        (73)

f_i – площадь поперечного сечения канала в плоскости перпендикулярной потоку агента сушки на соответствующем участке, м²          

Участок 1: вентилятор

f_i =((πД_в²)/4)·n_в,                                                                          (74)

Д_в – диаметр ротора вентилятора, м;

n_в – число вентиляторов в камере.

f_i =((3,14·1,25²)/4)·4=3,925 м²,

V₁=49,896/3,925=12,71 м/с.

Участок 2; 12: поворот по радиусу.

f₂ = f₁₂ =0,6·L=0,6·10=6 м²

V_{2; 12}=49,896/6=8,316 м/с

Участок 3; 11: боковой канал.

f₃ = f₁₁ =0,6·L=0,6·10=6 м²

V_{3; 11}=49,896/6=8,316 м/с

Участок 4; 10: ребристые  трубы.

f_{10; 4} = F_кан-f_пр.тр·n_тр,                                                                  (75)

f_{10; 4} = 30-0,185·20=26,3 м²,

V_{10; 4}=49,896/26,3=1,9 м/с

Участок 5: вход в штабель

f₅ = F_{ж.сеч.шт}=11,88 м²

V₅=3 м/с

Участок 6: штабель.

f₆ = F_{ж.сеч.шт}=11,88 м²

V₆=3 м/с

Участок 7: выход из штабеля

f₇ = F_{ж.сеч.шт}=11,88 м²

V₇=3 м/с

Участок 8; 9: поворот под  углом  98…100⁰

f_{8; 9} =0,6·L=0,6·10=6 м²

V_{8; 9}=49,896/6=8,316 м/с

 

3.1. Выбор вентилятора.

 

Вентилятор выбирается по производительности V_В и напору Н_В=250 Па:

V_в=V_ц/n=49,896/4=12,474 м³/с                                                 (76)

n – число вентиляторов в камере;

Характеристический напор

Н_хар=Н_в =250·1,2/1,016=236,65 Па                                                       (77)

                                                              (78)

D_в – диаметр ротора вентилятора, м

n_в – частота вращения ротора вентилятора, об/мин.

По рис. 14 [1,стр.58] выбрали  осевой реверсивный вентилятор типа У-12 с КПД=0,58.

 

3.2. Определение мощности и выбор электродвигателя.

 

Теоретическая мощность вентилятора (кВт) определяется:

N_в=((Н_в·V_в)/η_в)·10^-3,                                                             (79)

N_в=((200,36·12,474)/0,58)·10^-3=4,3 кВт

Мощность электродвигателя для привода вентилятора (кВт)

N_уст=( N_в·k_з·k_т )/η_п,                                                                 (80)

k_з – коэффициент запаса мощности на пусковой момент ;

k_з=1,05 [1,стр.59,табл.44]

k_т - коэффициент запаса, учитывающий влияние температуры среды, где расположен электродвигатель;

k_т=1,25 [1,стр.59,табл.45]

η_п – КПД передачи;

η_п=0,9 [1,стр.59]

N_уст=(4,3·1,05·1,25)/0,9=6,27 кВт.

Подбор электродвигателя к вентилятору производится по справочным данным.

Выбран электродвигатель серии 4А132М6 (Р=7,5 кВт, n=1000мин^-1)

Расчёт приточно-вытяжных каналов камеры.

Площадь поперечного  сечения приточного канала (м²):

f_кан=V₀/V_кан,                                                                        (81)

V₀ – объём свежего воздуха, м³/с

V₀ =m_о·m_р·V_пр.о.,                                                                (82)

V_пр.о. – приведённый удельный объём свежего воздуха, м³/кг;

V_пр.о. ≈ 0,87 м³/кг [1,стр.26]

V₀ =13,47·0,0208·0,87=0,244 м³/с,

V_кан – скорость движения свежего воздуха или отработавшего агента сушки, м/с, (принимается 2…5 м/с) [1,стр.27]

f_кан=0,244/3=0,081 м/с

Площадь поперечного  сечения вытяжного канала (м²):

f_кан=V_отр/V_кан,                                                                        (83)

V_отр – объём отработавшего агента сушки, м³/с.

V_отр =m_о·m_р·V_пр.2,                                                                (84)

V_пр.2 – приведённый удельный объём отработавшего агента сушки, м³/кг

V_пр.2 – 1,068 м³/кг (см. табл.5).

V_отр =13,47·0,0208·1,068=0,299 м³/с,

f_кан=0,299/3=0,0997 м².

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. КОНТРОЛЬ ЗА АГЕНТОМ СУШКИ.

 

Для измерения состояния  воздуха и других газообразных агентов  по двум параметрам принимают психрометры  различных типов.

Недистационные стационарные психрометры собирают обычно из двух технических ртутных термометров и снабжают приспособлением для увлажнения чувствительного элемента смоченного термометра. Психрометр монтируют внутри сушилки (или иного устройства) с таким расчётом, чтобы его показания регистрировались из обслуживающего помещения.

Существенные недостатки психрометров с ртутными термометрами- их хрупкость и ненадёжность, а главное, невозможность ведения централизованного дистанционного контроля.

Дистанционные психрометры  собирают из двух дистанционных термометров. Обязательное условие сборки - идентичность характеристик используемых датчиков температуры. В промышленности применяют преимущественно дистанционные психрометры на базе термометров сопротивления. Датчики психрометра желательно устанавливать при помощи съёмного устройства, обеспечивающего их надёжное крепление и питание водой смоченного термометра. Приборы в случае необходимости могут непосредственно измерить психрометрическую разность.

Точность измерения  температуры t и t_н с помощью особых датчиков психрометра в значительной степени зависит от условия их теплообмена с окружающей средой и идентичность их характеристик.

Монтировать приборы  нужно так, чтобы их чувствительные элементы находились в потоке воздуха  или газа, состояние которого соответствует  средним режимным условиям в установке; в сушильных камерах, например, при входе в штабель.

Места ввода термометров  в установку должны быть тщательно  уплотнены, а сами термометры защищены от механических повреждений.

Измерение влажности. В  технике существует много способов определения влажности материалов. Они делятся на две группы: прямые способы, при которых непосредственно измеряются масса или объём воды, и косвенные способы, при которых измеряются показатели каких-либо свойств материала, зависящих от влажности. В деревообработке применяются весовой (прямой) и электрический способ, основанный на зависимости электрических свойств древесины от её влажности.

Весовой способ (ГОСТ 16588-79) основан на взвешивании и высушивании  проб (образцов), отбираемых из партии сортиментов, влажность которых  подлежит определению. От доски или заготовки на некотором расстоянии (не менее 300 мм) от торца по всему поперечному сечению отпиливается проба, называемая секцией влажности, размером вдоль волокон около 10 мм. Секцию зачищают от заусенец, определяют на технических весах её массу m, помещают в сушильный шкаф с температурой 100-105^оС и выдерживают в нём до постоянной массы. Эту массу принимают равной массе абсолютно сухой древесины m_сух. Влажность, %, исчисляют по формуле: