Проект лесосушильного цеха

 

Материал		Коэффициенты заполнения по			Объемная усушка, %	Объемный коэффициент  заполнения
Порода	Размеры поперечного  сечения S×b,мм	длине	ширине	высоте
Сосна	180×40	0,92	0,9	0,615	2,64	0,5
	н/о×50	1	0,6	0,667	2,64	0,39
Лиственница	160×32	0,92	0,9	0,561	2,08	0,46
	н/о×25	0,85	0,6	0,5	2,08	0,25
Условный	150×40	0,85	0,9	0,615	2,64	0,46

 

 

Переводной коэффициент рассчитываем по формуле:

 

;      (3.12)

 

;      (3.13)

 

,      (3.14)

 

где – коэффициент вместимости камеры;

, – объемный коэффициент заполнения штабеля условным и фактическим материалом;

 – коэффициент продолжительности  оборота камеры;

, – продолжительность оборота камеры при сушке фактического и условного материала.

 

;                                                                  ;

 

;                                                                  ;

 

;                                                                         ;

 

;                                                                    .

 

Производим перевод объема заданных в объем условного материала  , м³/год. Для этого воспользуемся формулой:

 

,      (3.15)

 

где и – объемы условного и фактического материала, м³/год.

В результате расчета получаем:

 м³/год;

 

 м³/год;

 

 м³/год;

 

 м³/год;

 

 м³/год.

 

Результаты выполненных расчетов обобщаем в табл. 3.5.

 

Таблица 3.5

Пересчет объема заданных пиломатериалов в объем условного  материала

 

Порода древесины	Объем заданных пиломатериалов, м3/год	Коэффициенты			Объем условного материала
Сосна	4000	0,95	0,92	0,874	3496
	6000	0,98	1,18	1,1564	3938,4
Лиственница	5000	0,84	1	0,84	4200
	2000	0,9	1,84	1,656	3312
Итого					17946,9

 

 

Производительность камеры при  сушке условного материала П_У,м³, и требуемое количество сушильных камер N рассчитываем по формуле:

 

;     (3.16)

 

,      (3.17)

 

где – период времени, за который определяется производительность, сут;

 – вместимость камеры в  условном материале, м³.

Согласно  табл. 28 [2, с.231], вместимость сушильной камеры ЛС-2-2 в условном материале составляет = 61,6м³. Принимая = 335 сут, в результате расчета получим:

 

м³/год;                                             шт. = 3 шт.

 

Принимаем к установке 3 сушильные камеры ЛС-2-2.

Вместимость штабеля  , м³, рассчитаем по формуле:

 

,     (3.18)

 

где , , – длина, ширина и высота штабеля, м;

 – объемный коэффициент  заполнения штабеля.

 м³;

 

 м³;

 

 м³;

 

 м³.

 

3.4 Расчет вспомогательного  оборудования

 

Расчет количества автопогрузчиков  определим по формуле:

 

,      (3.19)

 

где – объем i-го фактического материала, подлежащего сушке, м³/год;

 – производительность оборудования, м³/смену;

 – количество рабочих дней  в году;

 –количество рабочих смен.

Количество рабочих дней в году принимаем за вычетом праздничных  дней, т.е.:

 

дней.

 

Устанавливаем сменность работы при  формировании и разборке штабелей =3, а для автопогрузчика – =3.

Производительность труда при  формировании с помощью автопогрузчика штабелей из сосновых пиломатериалов толщиной S=40мм принимаем по приложению 6 [3, с.94] =160м³/смену, толщиной S=50мм – =170м³/смену, а из пиломатериалов лиственницы толщиной S=32мм – =120м³/смену, а толщиной S=25мм – =110м³/смен. Производительность при разборке штабелей соответственно составляет =160м³/смену, =170м³/смену, и =120м³/смену, =110м³/смену.

Определяем количество автопогрузчиков для формирования и разборки штабелей:

 

шт;

 

                       

шт.

 

Принимаем к установке 1 автопогрузчик, который с запасом обеспечит  транспортировку пиломатериалов.

Количество подштабельных мест на складах сырых и сухих пиломатериалов определяем по формуле:

 

,     (3.20)

 

где – вместимость штабеля фактического материала, м³;

 – количество смен, на которые  должен быть создан запас сырых  или сухих пиломатериалов.

Определяем количество подштабельных  мест на складе сырых пиломатериалов. При этом принимаем трехсменный  запас пиломатериалов, т.е. =3. Тогда:

 

шт.

 

Приняв шестисменный запас ( =3), определяем количество подштабельных мест на складе сухих пиломатериалов:

 

                        

шт.

 

С учетом того, что камеры ЛС-2-2 –  четырехштабельные, принимаем количество подштабельных мест на складе сырых  пиломатериалов шт., на складе сухих – шт.

 

4 ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ

 

4.1 Определение массы испаряемой влаги

 

Для выполнения теплового  расчёта выбираем расчётный материал. За него принимаем самый быстросохнущие доски из заданной спецификации. На основании результатов расчёта  продолжительности сушки, выполненного в разделе 3.1 (табл. 3.1) выбираем, в качестве расчётного материала, лиственные пиломатериалы толщиной S₁=32 мм.

Рассчитываем массу влаги, испаряемой из 1м³ расчётного материала (D₁), массу влаги, испаряемой за время одного оборота камеры (D_об.), и массу влаги, испаряемой в камере за 1с (D_с ). При этом используем формулы:

 

 кг/м³,      (4.1)

 

 кг,      (4.2)

 

 кг/с,      (4.3)

 

где ρ_Б – базисная плотность древесины расчётного материала, кг/м³;

W_Н,W_К – начальная и конечная влажность древесины, %;

Е – вместимость камеры, м³;

τ_С – продолжительность сушки расчётного материала, ч.

Базисную плотность  расчётного материала принимаем  по табл. 4 [2, с.214]:

 

ρ_Б1 = 520 кг/м³.

 

Вместимость камеры рассчитываем по формуле 5.9 [2, с.123]:

 

Е = E_ш · u м³,      (4.4)

 

где E_ш – вместимость штабеля, которая была рассчитана в разд.3.3, м³;

u – количество штабелей в камере.

 

Е = 16,146 · 4 = 64,584м³.

 

Продолжительность сушки  расчётного материала вычисляем  по формуле:

 

τ_С = τ_ц – (τ_нп + τ_квто+ τ_пвто), ч,      (4.5)

 

τ₁ = 45,34 – (7,2+4) = 34,14 ч.

 

Определяем массу влаги, испаряемую из 1м³ пиломатериалов из древесины ели:

 

кг/м³.

 

Определяем массу влаги, испаряемой за время одного оборота  камеры:

 

 кг.

 

Масса влаги, испаряемая в  камере за 1с, будет равна:

 

кг/с.

 

Определяем расчётную  массу испаряемой влаги по формуле:

 

D_р = D_с  · k_нс кг/с,      (4.6)

 

где  k_нс – коэффициент, учитывающий неравномерность скорости сушки. Принимаем данный коэффициент в зависимости от конечной влажности древесины – W_к  = 16 % k_нс  = 1,1.

 

D_р  = 0,12 · 1,1 = 0,132 кг/с.

 

4.2 Определение параметров агента  сушки

 

Температуру и относительную  влажность сушильного агента на входе  в штабель принимаем по второй ступени режима сушки расчётного материала (табл. 2.3):

 

t₁  = 87 ⁰C, φ₁  = 0,72 %.

 

По табл. 1 приложения [2, с. 211] находим давление насыщенного  водяного пара при заданной температуре:

 

P_н1  = 62724 Па.

 

Преобразуя формулу 1.1 [2, с. 22], рассчитываем парциальное давление водяного пара в воздухе перед его входом в штабеле:

 

P_п  = φ · P_н Па,      (4.7)

 

P_п1  = 0,72 · 627242 = 45161 Па.

 

По формулам 1.16 и 1.23 [2, с.23,24] рассчитываем влагосодержание и  энтальпию сушильного агента перед  штабелями:

 

 г/кг,   (4.8)

 

 кДж/кг,  (4.9)

 

где p_a – атмосферное давление, p_a  = 100000 Па.

Определяем абсолютную температуру агента сушки:

 

T₁  = t₁ + 273 = 87 + 273 = 360K.     (4.10)

 

По формулам 1.16 [2, с.23] и (4.6) [3, с.20] находим плотность и приведенный объём агента сушки:

 

 кг/ м³,   (4.11)

 

 м³/кг.  (4.12)

 

Используя формулы (4.8) и (4.7) [3, с.21] определяем влагосодержание  сушильного агента на выходе из штабелей:

 

 кг/кг,    (4.13)

 

г/кг,    (4.14)

 

где M – масса циркулирующего агента сушки на 1кг испаряемой влаги, кг/кг.

Температуру агента сушки  на выходе из штабелей определяем по формуле 1.24 [2, с.24]. при этом учитываем, что энтальпия воздуха во время сушки не изменяется, т.е. I₁  = I₂.

 

  (4.15)

 

По формуле 1.15 [2, с.23] находим  давление пара в воздухе, выходящем  из штабеля:

 

   (4.16)

 

Остальные параметры агента сушки после штабелей рассчитываем, применяя ранее использованную методику:

 

T₂  = t₂ + 273 = 80 + 273 = 353⁰C,     (4.17)

 

 кг/м³,

 

 м³/кг.

 

Результаты расчёта  параметров сушильного агента сводим в табл. 4.1.

 

Таблица 4.1

Параметры сушильного агента

 

Наименование параметров	Значения параметров
	на входе в штабель	на выходе из штабеля	среднее
Температура, 0C	87	80	83,5
Влагосодержание, г/кг	512,2	517,42	514,81
Энтальпия, кДж/кг	1452,14	1452,14	1452,14
Плотность, кг/м3	0,80	0,82	0,81
Приведенный удельный объём, м3/кг	1,89	1,86	1,875