Проектирование сушильного хозяйства деревообрабатывающего предприятия

 

Выбор местных коэффициентов  сопротивления и расчет сопротивлений  движению агента сушки на каждом участке:

1) - коэффициент сопротивления для поворота потока агента сушки под углом ;

        2) - коэффициент сопротивления для внезапного сужения потока агента сушки. Выбираем из отношения площадей f/F=1,3/6,6=0,196;

3) - коэффициент сопротивления для внезапного расширения потока агента сушки. Выбираем из отношения площадей f/F=1,3/6,6=0,196;

4)

- коэффициент сопротивления для штабеля пиломатериалов;

5) - коэффициент сопротивления для вентиляторной перегородки камеры .

6) - коэффициент сопротивления на прямой участке,

где - коэффициент трения;

      l – длина участка, l = H/2=6,3/2=3,15 м;

      Р – периметр участка, Р =2(b + l)=2(0,4 +2,5)=5,8 м;

      f – площадь сечения канала, f =b*l=0,4*2,5=1 м³ ;

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 3. Подсчет местных сопротивлений в контуре циркуляции агента         сушки сушильной камеры.

Номера участков	Наименование участков	Плотность агента сушки	Скорость агента сушки	Коэффициент местного сопротивления	Сопротивление на участке
1	Вентиляторная перегородка	0,82	8,4	0,8	23,2
2	Пластинчатые калориферы	0,82	10,15	-	41,8
3,5,9,11	Повороты под углом	0,82	26,4	1,1	45,7
6	Вход в штабель	0,82	2	0,3	15,6
7	Штабель	0,82	2	22	36
8	Выход из штабеля	0,82	2	0,82	1.28
4,10	Прямые участки	0,82	26,4	0,093	4
Полный напор  , развиваемый вентилятором					308,5

 

Поскольку характеристики вентиляторов составляют для воздуха при стандартных  условиях (t = 20 °С, р = 1,2 кг/м³), расчетный напор пересчи-гывают в характеристический Н_хар, Па:

,

где р - фактическая плотность воздуха, кг/м³.

3.2. Подбор вентилятора

     В лесосушильных камерах наибольшее распространение получили осевые вентиляторы. Это объясняется тем, что их можно устанавливать внутри циркуляционного канала и обеспечивать непосредственное побуждение агента сушки.

Кроме того, производительность и КПД осевых вентиляторов аналогичных размеров выше, а габаритные размеры и масса меньше, чем центробежных.

Существенным преимуществом  осевых вентиляторов также является реверсивность, т. е. изменение направления  вращения рабочего колеса.

Основным элементом осевого  вентилятора (рис. 3) является рабочее  колесо, состоящее из втулки и лопастей, закрепленных на ней под углом  к плоскости вращения. Рабочее  колесо размещено внутри цилиндрического  кожуха, называемого обечайкой. Колесо устанавливается на приводном вентиляторном валу или непосредственно на валу электродвигателя в зависимости от конструкции камеры.

Рис. 3.  Осевой вентилятор серии У— 12:

а - лопасть; б - рабочее колесо; в — поперечный разрез колеса и  обечайки; г - развертка установки лопастей нереверсивного колеса; д - развертка установки лопастей реверсивного колеса.

 

 

Выбираю вентилятор № 12:

• производительность – 24000 м³/ч

• частота вращения – 1000 мин^-1
• окружная скорость – 58 м/с

Число вентиляторов: 2 шт.

       Мощность N_B, кВт, необходимую на привод вентилятора, определяют по формуле

,

где V_ceк - производительность вентилятора, м /с;

     Н_расч - расчетное давление вентилятора, Па;

         - КПД вентилятора (можно принять в расчетах ~ 0,6);

         - КПД передачи;

         К₃=1,08 - коэффициент запаса мощности на пусковой момент;

         K_t =1,5 - коэффициент, учитывающий влияние температуры среды t_c.

 

                                         

 

 

 

 

 

 

 

4. Планировка цеха

Технологический процесс сушки

      Пакет сырых пиломатериалов на подштабельной тележке поступает в цех посредством рельсового пути. Предстоящий сушке штабель формируют с помощью погрузочного лифта типа Л-6,5-15. Лифт предназначен для облегчения ручного труда при формировании штабеля пиломатериалов на подштабельной тележке. Он рассчитан на формирование сушильного штабеля длиной до 6600 мм, шириной до 1800 мм и высотой до 2200 мм. Штабеля пиломатериалов размером 6 1,8 2,2 формируют со шпациями на прокладках толщиной 25 мм, и должен состоять из пиломатериалов одной породы, одной толщины. Лифт расположен в приямке, в который опускается платформа по мере набора штабели. Затем сформированный штабель на подштабельной тележке по рельсовым путям закатывается на траверсную тележку типа ЭТ2-6,5, которая, перемещаясь по траверсному коридору,  поступает к рельсовому пути камеры. Перед загрузкой штабелей пиломатериалов в камеру, она должна быть предварительно прогрета.  Штабель на подштабельной тележке выкатывается с траверсной тележки и закатывается в камеру. После заполнения камеры , двери камеры и приточно-вытяжные каналы закрывают, начинают прогрев древесины. Температуру начального прогрева устанавливают на 5 °С выше, чем температуру в первый период сушки при степени насыщенности равной единице. Для создания выбранной температурно-влажностной среды, в камеру пускают воду через увлажнительную трубу, заслонка воздухообменного канала должны быть закрыта полностью. Продолжительность нагрева древесины принимают из расчета 2 часа на каждый сантиметр толщины пиломатериала; т. е. в данном случае при толщине 25 мм нагрев длится 5 часов. После окончания начального прогрева необходимо установить режимные параметр сушки.

 

Это значит, что необходимо снизить температуру по сухому и  смоченному термометру до значений первой ступени сушки. Для этого необходимо прикрыть вентиль подачи воды в калориферы и увлажнительную трубу. Заслонку воздухообменного канала – приоткрыть (выбросить в атмосферу часть влажного воздуха и подать свежий) до тех пор, пока не установятся нужные по режиму значения сухого и смоченного термометров. Также в цехе расположена лаборатория для осуществления контроля за высушиваемым материалом и его состоянием. Процесс сушки происходит в три этапа (ступени).  При влажности свыше 30 % устанавливается фиксированная температура по сухому термометру, равная 57 °С. При достижении пиломатериалом влажности 30-20 % температура повышается до 61 °С, а при достижении влажности менее 20 % - до77  °С. Сушка проводится до достижения материалом влажности 10%. После этого пиломатериалы необходимо выдержать в камере при параметрах последней ступени режима в течении 2-х, 3-х часов для подсушки поверхностных слоёв. Затем необходимо прекратить подачу теплоносителя, остановить вентиляторы и охладить пиломатериал до температуры 30-40°С. Охлаждение производят сначала при открытом приточно-вытяжном канале, а потом при приоткрытых дверях. Затем полностью открывают дверь и готовят штабель к выгрузке.

Для снятия или уменьшения остаточных внутренних напряжений, возникающих  в древесине при сушке, проводят конечную и промежуточную обработку  древесины в среде повышенной температуры и влажности, называемую влаготеплообработкой. Для создания такой среды в сушительном пространстве камеры подают распыленную горячую воду при включенных калориферов, работающих вентиляторах и закрытых приточно-вытяжных каналах. Влаготеплообработку подвергают пиломатериалы, высушенные по I и II категориям качества сушки.

Конечную влаготеплообработку проводят после достижения древесиной заданной конечной влажности. Во время обработки температуру среды в камерах поддерживают на 8 градусов выше температуры на последней ступени режима сушки, но не более 100.

Промежуточную ВТО назначают  при переходе со второй ступени на третью ступень при низкотемпературных режимах сушки. Температуру среды  поддерживают на 8 градусов выше температуры  предшествующей обработке ступени  режима сушки, но не более 100 градусов. 

После выгрузки штабеля, он на подштабельной тележке вкатывается на траверсную тележку типа ЭТ2-6,5, которая перемещаясь по траверсному коридору, доставляет его на склад сухих пиломатериалов, где он должен охладиться в течение суток.

Выдержанный пиломатериал на подштабельной тележке транспортируется на траверсную тележку типа ЭТ2-6,5, которая перемещаясь по траверсному коридору, доставляет его к рельсовому пути, ведущему из цеха. Штабель выкатывается на подштабельной тележке на этот рельсовый путь и удаляется из цеха.

Для предупреждения возможных  дефектов сушки необходимо строгое  соблюдение технологии сушки и своевременное  ее окончание. Кроме того, рекомендуется  уделять внимание состоянию герметизации дверей для избежания неравномерного просыхания пиломатериала, а также охлаждать его только в штабеле для предупреждения короблений.

Емкость  и необходимая  площадь складов сырых и сухих

 пиломатериалов

Емкость складов пиломатериалов Е_скл, м³, зависит от продолжительности хранения материала Z_xp, сут, и среднесуточной производительности сушильного цеха Q_cyr, м³/сут:

Продолжительность хранения на складе Z_xp сырого материала принимается до двух суток, а сухого — от четырех до семи суток.

Среднесуточная производительность сушильного цеха Q_cyT, м /сут, определяется по формуле

где Q_cyш - годовой объем сушки пиломатериалов на предприятии, сут;

            с - коэффициент технического  использования камер (с = 0,92).

 

Зная емкость склада Е_скл и емкость штабеля Е_шт, м³, можно определить число штабелей, подлежащих хранению на складе сырого и сухого материала

Емкость штабеля Е_шт, м³, определяется как

E= 2,2 ∙1,8 ∙6 ∙0,36 =8,79 м³

 

Для определения необходимой  площади складов нужно произвести планировку расположения штабелей на складе, учитывая транспортные и пожарные проходы и проезды и способ хранения сухого материала (на вагонетках или в плотных штабелях). Для ориентировочных расчетов можно принять средний коэффициент заполнения площади складов материалом  равным 0,35 - 0,45.

 

Тогда площадь склада F_скл, м², определяется по формуле

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                      Список используемой литературы

1. Расчет, проектирование и реконструкция лесосушильных камер. Под ред. Богданова Е.С. - М.: Экология,1993-352 с.

2. Расев А. И. Сушка древесины. - М.: Высшая школа,1990-224 с.

3. Сергеев В.В., Тракало Ю.И., Повышение эффективности сушки пиломатериалов. – Екатеринбург: УГЛТУ, 2005

4.А.Г. Гороховский, Ю.И. Тракало, Е.Е. Шишкина. Проектирование сушильного хозяйства деревообрабатывающего предприятия. – Екатеринбург: УГЛТУ, 2009 – 43с.