Проект сушильного хозяйства деревообрабатывающего предприятия.

Рисунок 1 – Схема к аэродинамическому расчёту камеры типа “СПЛК-2”Таблица 1 – Участки циркуляции воздуха в сборно-металлической камере периодического действия типа “СПЛКА-2”Номера участковНаименования участков1Вентилятор2, 15Боковой циркуляционный канал3, 14Биметаллические калориферы4, 13Поворот под углом 12005, 12Боковой канал6, 9Вход в штабель7, 10Штабель8, 11Выход из штабеляПорядок расчета следующий.Определяется (согласно расчетной схеме) скорость циркуляции на отдельных участках , м/с:(3.1)где – количество циркулирующего агента сушки, м3/ч (Vв = Vшт); - площадь канала, м2.Затем производится расчет потерь давления на каждом участке: (3.2)где ρ – плотность воздуха, кг/м3; - скорость воздуха на участках, м/с;– коэффициент сопротивления на участках. На прямом участке:(3.3)где k– коэффициент трения; l–длина участка, м; Р – периметр участка, м; Величину коэффициента трения для металлических каналов можно принять равной К = 0,016.Значения коэффициентов местных сопротивлений на некоторых участках циркуляции воздуха в сушильных камерах приведены в [1].Сопротивление штабеля, уложенного на прокладках без шпаций, при движении воздуха вдоль прокладок , Па, рассчитывают по формуле:(3.4)где - скорость движения воздуха перед входом в штабель, м/с; – коэффициент сопротивления штабеля.(3.5)где S – толщина доски, мм; а – толщина прокладки, мм;В–ширина штабеля, мм.Сопротивление перегородок, в которых монтируются осевые вентиляторы, Па, определяют по формуле:(3.6)где – скорость воздуха перед кожухом вентилятора, м/с;– коэффициент местного сопротивления (для вентиляторов на поперечных валах = 0,8).Сопротивление калорифера определяется по формуле (2.39) по фактическому значению (p2w2 )ф.Рабочее давление вентилятора Нраб, Па, определяется как сумма величин сопротивлений движению воздуха:Результаты расчетов сведены в таблицу 2.Таблица 2 – Расчет сопротивлений№ участкаНаименование участкаПлощадь канала, Fкан, м2ρ, м3/кгωi,м/сСопротивление участков , Па1Вентилятор2,450,9876,90,818,802Боковой циркуляционный канал7,70,9872,20,0350,083Биметаллические калориферы3,20,9875,30,557,624Поворот под углом 12007,70,9872,20,551,315Боковой канал100,9871,72,8354,046Вход в штабель8,450,9872,00,180,367Штабель8,450,9872,02039,488Выход из штабеля8,451,02,00,250,509Вход в штабель8,450,9872,00,180,3610Штабель8,450,9872,02039,4811Выход из штабеля8,451,02,00,250,5012Боковой канал101,01,72,8354,1013Поворот под углом 12007,71,02,20,551,3314Биметаллические калориферы3,21,05,30,557,7215Боковой циркуляционный канал7,71,02,20,0350,08Нраб = 125,77 ПаПоскольку характеристики вентиляторов составляют для воздуха при стандартных условиях (t = 20 °С, р = 1,2 кг/м3), расчетный напор пересчитывают в характеристический Нхар, Па: (3.8)где – фактическая плотность воздуха, м3/кг.3.2Подбор вентилятораВ 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 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.Размер осевого вентилятора соответствует его номеру, который обозначается числом дециметров диаметра рабочего колеса. Так, колесо диаметром 1000 мм или 10 дм будет № 10.Определение номера вентилятора и частоты его вращения наиболее просто производить по графикам аэродинамической характеристики вентиляторов[1].Задаваясь величиной полного давления (которое в первом приближении равно характеристическому напору) и величиной производительности вентилятора, определяют сначала необходимую частоту вращения вентилятора, а затем номер вентилятора (считая ближайший справа).Подбираем вентилятор У-12, n = 500,окружная скорость –38 м/с.Мощность , кВт, необходимую на привод вентилятора, определяют по формуле:где – производительность вентилятора, м3/с; Нрасч– расчетное давление вентилятора, Па; – КПД вентилятора (можно принять в расчетах = 0,6);– КПД передачи;К3– коэффициент запаса мощности на пусковой момент;Kt – коэффициент, учитывающий влияние температуры среды tc.4 Планировка лесосушильных цеховЗадачей планировки является взаимное размещение всех помещений сушильного цеха. Размеры и общая площадь сушильного цеха определяются выбранным типом, числом камер и количеством высушиваемого материала.Варианты планировки лесосушильного цеха могут быть весьма разнообразными. Они зависят от особенностей генерального плана предприятия, а кроме того, от типа сушильных камер и способов формирования и перемещения штабелей.При проектировании лесосуглильных цехов площадки для формирования штабелей, помещения для хранения сырых сушильных штабелей, траверсные коридоры, остывочные помещения, склады сухих пиломатериалов должны размещаться в закрытых помещениях с отоплением, освещением и приточно-вытяжной вентиляцией.Особое внимание при проектировании должно обращаться на механизацию формирования сушильных пакетов и штабелей, их транспортирование, загрузку-выгрузку, разборку, подачу на склад и выдачу со склада сухих пиломатериалов.После определения необходимого количества сушильных камер необходимо выбрать вспомогательное оборудование: укладчики пиломатериалов, транспортно-загрузочные механизмы. Выбор типа требуемого оборудования производят исходя из количества лесосушильных камер и производительности сушильного цеха.На планировочных чертежах толщину стен стационарных камер можно брать в среднем 500 мм и изображать схематично без указания ее конструкции. Толщина стен сборно-металлических камер составляет в среднем 120-150 мм. На планировочных чертежах такие камеры можно показывать схематично без разреза в виде прямоугольника со сторонами, равными габаритной ширине и длине камеры.4.1 Емкость и необходимая площадь складов сырых и сухих пиломатериаловЕмкость складов пиломатериалов Ескл, м3, зависит от продолжительности хранения материала , сут, и среднесуточной производительности сушильного цеха , м3/сут:(4.1)Продолжительность хранения на складе сырого материала принимается до двух суток, а сухого – от четырех до семи суток.Среднесуточная производительность сушильного цеха , м3/сут, определяется по формуле: (4.2)где – годовой объем сушки пиломатериалов на предприятии, м3;с – коэффициент технического использования камер (с = 0,92).Зная емкость склада и емкость штабеля Ешт, м3, можно определить число штабелей, подлежащих хранению на складе сырого и сухого материала Nшт:(4.3)Емкость штабеля Ешт, м3, определяется как (4.4)где Гшт– габаритный объем штабеля, м3;– объемный коэффициент заполнения штабеля.(4.5)где l,b,h – соответственно длина, ширина и высота штабеля, м.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 Fскл, м2, определяется по формуле:(4.6)Обычно максимальная площадь склада сухого материала не превышает площади, занимаемой сушильными камерами.В зависимости от числа камер, их размеров, а также площадей складом сырых и сухих пиломатериалов разрешаются вопросы транспортировки штабелей и планировки сушильного цеха.ЗаключениеВ курсовом проекте был запроектирован данной работе был разработан и рассчитан проект сушильного хозяйства. Основным оборудованием является сушильная двухштабельная камера с горизонтально-поперечной циркуляцией СПЛК-2. Произведен технологический рассечет процесса сушки, который включал расчет и режима и продолжительности сушки пиломатериалов заданного состава, определение необходимого количества сушильных камер и их производительности. При выполнении теплового расчета были определены параметры используемого свежего воздуха и сушильного агента, определено количество тепла, требуемого для прогрева древесины, а испарение влаги, на компенсацию тепловых потерь через ограждения, а также подобраны калориферы. При аэродинамическом расчете камеры были определены требуемые характеристики вентиляторов и подобраны соответствующие модели. Список используемой литературыГороховский А. Г. Качество сушки пиломатериалов.учеб. Пособие / А. Г. Гороховский, Е. Е. Шишкина. Екатеринбург: УГЛТУ, 2008, 127 с.Серговский, П.С. Гидротермическая обработка и консервирование древесины / П.С. Серговский, А.И. Расев. М.: Лесн. пром-сть, 1987. 360 с.Акишенков, СИ. Расчет и проектирование паровоздушных лесосушильных камер: учеб.пособие /СИ. Акишенков. Л.: ЛТА, 1984. 76 с.Богданов, Е.С Справочник по сушке древесины / Е.С Богданов, В.А. Козлов, В.Б. Кунтыш, В.И. Мелехов. М.: Лесн. пром-сть, 1990. 304 с.Богданов, Е.С. Расчет, проектирование и реконструкция лесосушильных камер / Е.С Богданов, В.И. Мелехов, В.Б. Кунтыш. М.: Экология, 1993. 352 с.