Гидротермическая обработка

 

 

Содержание

 

 

 

 

Реферат

 

Курсовой проект состоит из пояснительной записки и 2 листов графического материала. Пояснительная записка включает: 44 страниц формата А4, 14 таблиц, 6 рисунков, 6 источника информации.

ПИЛОМАТЕРИАЛ, СУШКА, СУШИЛЬНАЯ КАМЕРА, РЕЖИМ, КАЛОРИФЕР, ТЕХНОЛОГИЯ, ПЛАН УЧАСТКА.

Целью курсового проекта является разработка проекта лесосушильного участка на базе сушильных камер AS-1.

Изучено и описано устройство сушильной камеры AS-1. Обоснованы и выбраны режимы сушки, начального прогрева и влаготеплообработки пиломатериалов из древесины бука и сосны. Выполнен технологический расчет. Установлено, что для выполнения программы необходимо 7 камер. Произведен расчет и выбор вспомогательного оборудования.

 Разработаны план цеха (участка) и технологический процесс сушки пиломатериалов.

 

 

Введение

 

Под гидротермической обработкой древесины понимаются процессы воздействия на нее тепла, влажного газа или жидкости, предназначенные для изменения температуры и влажности древесины или введения в нее веществ, улучшающих ее технологические и эксплуатационные характеристики.

Процессы гидротермической обработки базируются на физических явлениях переноса, и в частности, на явлениях тепло- и массообмена материала с окружающей средой. По своим особенностям и назначению они  разделяются на три группы:

1. процессы тепловой обработки, связанные с нагреванием древесины и поддержанием ее температуры в течении определенного времени на заданном уровне;
2. процессы сушки, связанные со снижением влажности древесины;
3. процессы пропитки, связанные с введением в древесину веществ, изменяющих ее свойства.

Сушкой называется процесс удаления из материала влаги путем ее испарения или выпаривания. Технологические цели сушки определяются изменениями физических и эксплуатационных свойств древесины при изменении ее влажности.

Влажность древесины, идущей на изделия и сооружения, для которых требуется стабильность размеров и формы деталей, должна быть заранее снижена до величины, соответствующей условиям эксплуатации изделий, а сами они должны предохраняться от повторных увлажнений.

Древесина с большим содержанием влаги подвержена загниванию, в то время как сухая обладает большей стойкостью. При снижении влажности древесины уменьшается ее масса и одновременно повышается прочность. Наконец, сухая древесина значительно лучше склеивается и отделывается, чем сырая.

Таким образом, к основным технологическим целям сушки древесины относятся:

• предупреждение формоизменяемости и размероизменяемости деталей;

• предохранение от загнивания;

• уменьшение массы при одновременном повышении прочности;

• улучшение качества склеивания и отделки.

• Целью курсового проекта является разработка проекта лесосушильного цеха (участка) на базе сушильных камер AS-1.

 

 

Основными решаемыми задачами проекта являются:

1. определение продолжительности сушки;
2. определение вместимости сушильной камеры и ее производительности;
3. определение количества камер, необходимых для проведения сушки;
4. выбор калориферов;
5. разработка технологического процесса.

 

1 Устройство и принцип  действия оборудования

1.1Устройство и принцип  действия сушильной камеры

Лесосушильная установка AS-1 предназначена для сушки пиломатериалов хвойных и лиственных пород  различной толщины до эксплуатационной и транспортной влажности она имеет непроходное исполнение, предназначенное для расположения в помещении.

Установка имеет модульно-блочную конструкцию. Её основу образует каркас из алюминиевого проката, на котором крепятся стеновые и потолочные панели. Панели многослойные пакетного исполнения, имеют длину 2,1 м. Они состоят из двух оребрённых или гофрированных листов алюминия, пространство между которыми заполнено теплоизоляционным материалом (пенопласт ПВ-1). Толщина алюминиевых листов 1,5 мм, слоя теплоизоляционного материала 100 мм. Конструкция ограждений обеспечивает надежную теплоизоляцию и герметизацию внутреннего пространства установки. В одной из торцовых стен предусмотрен проём, предназначенный для загрузки и выгрузки пиломатериалов и рельсовый путь шириной 1000 мм.. В рабочем состоянии проём перекрывает сдвижная щитовая дверь. Габаритные размеры сушильной установки: длина -  4,56 м, ширина – 2,80 м, высота – 3,5 м., размеры сушильного пространства: длина – 4,4 м, ширина -2,64 м, высота – 2,52 м.

Пиломатериалы загружают в сушильное пространство установки с помощью рельсового транспорта. Штабеля, располагаются внутри установки в один ряд. Размеры штабелей: высота-2,5 м, ширина-1.5 м, длина - 4 м. Между боковыми стенами камеры и штабелями предусмотрены циркуляционные каналы шириной 1000 мм.

Сушильная установка имеет поперечно-вертикальную циркуляцию сушильного агента. В верхней её части расположен циркуляционный канал, отделённый от сушильного пространства горизонтальным экраном. Высота верхнего канала 900 мм. Внутри него установлены осевые реверсивные вентиляторы №8 в количестве 2 шт. Вентиляторы имеют индивидуальные приводы мощностью 3.0 кВт. 

В качестве теплового оборудования применены паровые калориферы модели КПС-П. Они расположены в промежутке между горизонтальным экраном и потолком. Количество калориферов – 6 шт., суммарная поверхность нагрева – 101,52 м2. Теплоносителем является насыщенный водяной пар, имеющий давление 0,3 Мпа и температурой насыщения 133,54 °С.

 

Для поддержания в сушильном пространстве заданной относительной влажности агента сушки, а также для проведения влаготеплообработки  высушиваемого материала в боковом циркуляционном канале смонтирована увлажнительная труба. Для увлажнения сушильного агента используют воду, распылённую с помощью форсунок.

Удаление влаги, испаряемой из пиломатериалов, а также поступление свежего атмосферного воздуха происходит через приточно-вытяжные трубы, вмонтированные в потолочное перекрытие. Количество труб - 2 шт. Для регулирования интенсивности воздухообмена они имеют поворотные заслонки.

Лесосушильная установка оснащена системой автоматического контроля и регистрации основных технологических параметров, дистанционного автоматического управления процессов сушки. Управление осуществляется путём регулирования подачи теплоносителя в калориферы, частоты вращения вентиляторов, положения поворотных заслонок приточно-вытяжных труб.

Технические показатели лесосушильной камеры AS-1 приведены в табл.1.1 

Таблица 1.1 – Техническая характеристика сушильной камеры AS-1

Параметры	Значения параметров
1	2
Размеры сушильного пространства, м: длина ширина высота	4,4 2,64 2,52
Количество штабелей, загружаемых в камеру, шт.	1
Размеры штабелей, м: длина ширина высота	4 1,5 2,0
Вместимость камеры, м3, для материала: условного заданного №1 заданного №2 заданного №3 заданного №4	10,2 5,56 6,02 7,25 6,31
Производительность камеры, м3/год, в материале: условном заданном №1 заданном №2 заданном №3 заданном №4	1035,4 426,2 258,5 411,6 491,6

 

 

Продолжение таблицы 1.1

Характеристики калориферов: тип количество, шт. вид теплоносителя температура теплоносителя, °С суммарная площадь нагрева, м2 тепловая мощность, кВт	КПС-П 6 пар (Р = 0,3 МПа) 133,54 101,52 225,8
Характеристика вентиляторов: тип, номер количество, шт. мощность привода, кВт частота вращения, мин-1 производительность, м3/ч	осевой реверсивный, №8 8 3 1500 19250-27800
Габаритные размеры камеры, м: длина ширина высота	4,6 2,8 3,5

 

1.2 Устройство и  принцип действия вспомогательного  оборудования

В качестве вспомогательного оборудования в цеху используется лифт Л-6.5 для формирования и разборки штабелей, траверсная тележка ЭТ2-6.5 для переме-щения штабелей с одного рельсового пути на другой, подштабельная тележка.

Технические характеристики приведены в табл.1.2

Таблица 1.2

Показатель	Значение
Лифт Л-6.5
грузоподъемность, т	15
габариты подъемной платформы (длина/ширина), мм	6900/2200
скорость перемещения платформы, м/с	0,0104
мощность электродвигателя, кВт	10
габариты приямка (длина/ширина/высота), мм	7000/3000/3115
Траверсная тележка ЭТ6.5
грузоподъемность, т	15
скорость передвижения тележки, м/мин	21
общая установленая мощность, кВт	9
допускаемые размеры перевозимого штабеля, мм	6500/1800/3000
количество рельсовых путей, шт./ширина колеи, мм	4/2000
габаритные размеры тележки, мм	3900/6490
Подштабельная тележка:
габаритные размеры, мм	6500/1800/300

 

 

2  Выбор и обоснование режима сушки и влаготеплообработки

2.1  Выбор режимов  сушки

Исходными данными для выбора режимов сушки являются: назначение высушенной древесины, порода древесины, толщина пиломатериалов, начальная и конечная влажность древесины, технические возможности сушильной камеры.

Заданные пиломатериалы будут использоваться в производстве мебели. В соответствии с рекомендациями, [1] с.197, принимаем ІІ категорию качества сушки – сушка до эксплуатационной влажности, обеспечивающую точную механическую обработку деталей и узлов квалифицированных узлов.

В сушильной камере в качестве теплоносителя используется пар с давлением р = 0,3 МПа и температурой t = 133,54°С. Последующие использование пиломате-риалов в мебельном производстве диктует необходимость сохранения физико–механических свойств древесины. Поэтому принимаем решение использовать низкотемпературные режимы, по нормальной категории режима, которая обеспечивает бездефектную сушку при полном сохранении прочностных свойств древесины, но с возможными незначительными изменениями ее цвета.

В соответствии с табл. 9, [2] с.219, для сушки пиломатериалов из древесины березы толщиной S1 = 40 мм и S2 = 50 мм рекомендованы режимы Б3-Н и Б4-Н соответственно.

Для липовых пиломатериалов толщиной S1 = 60 мм и S2 = 40 мм табл. 10, [2] с.220, рекомендует применять режимы О5-Н и О3-Н соответственно.

Результаты выбора режимов сушки обобщаем в таблице 2.1

 Таблица 2.1  -  Выбор режимов сушки                           

Порода древесины	Размеры, мм		Категория качества	Категория режима	Обозначение режима
	толщина	ширина
Береза	40	125	II	нормальный	Б3-Н
	50	150			Б4-Н
Липа	60	100	II	нормальный	О5-Н
	40	150			О3-Н

 

В таблице 2.2. приведены значения параметров сушильного агента для выбранных режимов, согласно данным приведенным в вышеуказанным таблицах.