Учебное пособие: Расчет работы сушильной камеры периодического действия типа УЛ 2
Министерство образования Кыргызской Республики.
Бишкекский архитектурно-строительный техникум.
Специальность: «Технология деревообработки»
По предмету: «Сушка и защита древесины»
Тема: Расчет работы сушильной камеры периодического
действия типа УЛ – 2
Выполнил: Крысанов А.Н. гр. 614
Проверил: Сидорина А.А.
Бишкек 2008г.
Место строительства сушильной камеры – город Алматы
Назначение высушиваемого пиломатериала — мебель
Теплоноситель пар: давлением 0,45 МПа
Спецификация и количество высушиваемых пиломатериалов в год
Порода | Размеры мм. | Вид материала | Влажность | Кол-во материала в год | |||
Д | Ш | Т | W н.% | W к.% | |||
Сосна | 6500 | 160 | 40 | Обрезная | 50 | 8 | 1500 |
Кедр | 6500 | 280 | 50 | Обрезной | 70 | 8 | 1700 |
Кедр | 6500 | 180 | 32 | Обрезной | 60 | 8 | 1200 |
Орех | 6500 | 200 | 40 | Обрезной | 50 | 8 | 1000 |
Дуб | 6500 | 160 | 32 | Обрезной | 60 | 8 | 1100 |
I. Технологический расчет
В камерах периодического действия при низкотемпературном процессе общая продолжительность сушки, включая начальный прогрев и ВТО, находиться по формуле:
τ = τисх. ·Ар ·Ац ·Аw ·Ак ·Ад
τисх – исходная продолжительность сушки пиломатериалов заданной породы, толщины, ширины (Таблица 1)
Таблица 1. Исходная продолжительность сушки τисх пиломатериалов, ч, при низкотемпературном процессе.
Толщина пиломатериалов S1 , мм | Ширина пиломатериалов S2 , мм | |||||
40 …50 | 60…70 | 80…100 | 110…130 | 140…180 | более 180 | |
Сосна, ель, пихта, кедр | ||||||
32 | 59 | 63 | 68 | 72 | 73 | 73 |
40 | 71 | 79 | 84 | 86 | 88 | 88 |
50 | - | 93 | 99 | 100 | 104 | 105 |
Дуб, орех, граб | ||||||
32 | 146 | 173 | 193 | 206 | 214 | 221 |
40 | 183 | 234 | 269 | 293 | 307 | 321 |
Ар – коэффициент, учитывающий жесткость применяемого режима сушки: для мягких режимов Ар = 1.70, нормальных — 1.0, форсированных – 0.8.
Ац – коэффициент, учитывающий характер и интенсивность циркуляции воздуха в камере. Определяется по таблице 2
Таблица 2.Значение коэффициента Ац для камер с реверсивной циркуляцией
τисх * Ар | Скорость циркуляции w мат. м/с | ||||||
0.2 | 0.5 | 1.5 | 2.0 | 2.5 | 3.0 | 3.5 | |
20 | 3.14 | 1.80 | 0.78 | 0.63 | 0.54 | 0.49 | 0.46 |
40 | 2.4 | 1.65 | 0.81 | 0.67 | 0.59 | 0.54 | 0.52 |
60 | 2.03 | 1.58 | 0.84 | 0.71 | 0.64 | 0.60 | 0.58 |
80 | 1.76 | 1.42 | 0.85 | 0.76 | 0.72 | 0.68 | 0.67 |
100 | 1.56 | 1.32 | 0.88 | 0.81 | 0.79 | 0.78 | 0.77 |
140 | 1.31 | 1.15 | 0.92 | 0.91 | 0.90 | 0.89 | 0.88 |
180 | 1.15 | 1.10 | 0.96 | 0.95 | 0.94 | 0.93 | 0.92 |
220 | 1.08 | 1.05 | 0.99 | 0.98 | 0.97 | 0.96 | 0.95 |
Ак – коэффициент, учитывающий категорию качества сушки пиломатериалов: I категория – 1,2; II категория – 1,15; III категория – 1,05
Ад – коэффициент, учитывающий длину пиломатериала:
для досок =1
А w — коэффициент, учитывающий начальную Wн. и конечную Wк. влажность древесины. Определяется по таблице 3.
Таблица 3. Значение коэффициента А w
Начальная влажность W н.% | Конечная влажность W к.% | ||
12 | 10 | 8 | |
70 | 1.10 | 1.21 | 1.35 |
60 | 1.00 | 1.11 | 1.25 |
50 | 0.89 | 1.00 | 1.14 |
τсуш/час — продолжительность сушки фактического пиломатериала в часах.
τсуш/сут. — продолжительность сушки фактического пиломатериала в сутках.
τоб.усл.год — продолжительность сушки условного пиломатериала.
τсуш/час= τисх. ·Ар ·Ак ·Ац ·Аw ·Ад
τсуш/сут= τ исх.·Ар·Ац·Аw·Ак·Ад
24
τоб.усл.год = τсуш/сут + 0,1
0,1 — время на загрузку и выгрузку штабеля
I.1 Расчет продолжительности сушки
Порода | Размеры | W Н % | W К % | Коэффициенты | τ суш/ час | τсуш /сут | τ об.ус . /год | |||||||
Т | Ш | Д | τ исх. | Ар | Ак | Ац | А w | Ад | ||||||
Сосна | 40 | 160 | 6500 | 50 | 8 | 88 | 1 | 1.15 | 0.74 | 1.14 | 1 | 85.4 | 3.5 | 3.6 |
Кедр | 50 | 280 | 6500 | 70 | 8 | 105 | 1 | 1.15 | 0.81 | 1.35 | 1 | 132 | 5.5 | 5.6 |
Кедр | 32 | 180 | 6500 | 60 | 8 | 73 | 1 | 1.15 | 0.68 | 1.25 | 1 | 71.4 | 2.9 | 3 |
Орех | 40 | 200 | 6500 | 50 | 8 | 321 | 1 | 1.15 | 0.97 | 1.14 | 1 | 408 | 17 | 17.1 |
Дуб | 32 | 160 | 6500 | 60 | 8 | 214 | 1 | 1.15 | 0.96 | 1.25 | 1 | 295 | 12.3 | 12.4 |
----------------------------------------------------------------------------------------------------------
τсуш/час(сосна) = 88·1·1,15 · 0,74 · 1,14 · 1 = 85,4ч.
τсуш/сут(сосна)= 88·1·1,15·0,74·1,14·1 = 3,5сут.
24
τоб.усл.год(сосна) = 3,5+0,1=3,6сут.
-----------------------------------------------------------------------------------------------
τсуш/час(кедра) = 105·1·1,15·0,81·1,35·1 = 132ч.
τсуш/сут(кедра)= 105·1·1,15·0,81·1,35·1 = 5,5сут.
24
τоб.усл.год(кедра) = 5,5+0,1=5,6сут
-----------------------------------------------------------------------------------------------
τсуш/час(кедра) = 73·1·1,15·0,68·1,25·1 = 71,4ч
τсуш/сут(кедра)= 73·1·1,15·0,68·1,25·1 = 2,9сут.
24
τоб.усл.год(кедра) = 2,9+0,1=3сут.
-----------------------------------------------------------------------------------------------
τсуш/час(ореха) = 321·1·1,15·0,97·1,14·1 = 408ч.
τсуш/сут(ореха)= 321·1·1,15·0,97·1,14·1 = 17сут.
24
τоб.усл.год(ореха) = 17+0,1=17,1сут.
-----------------------------------------------------------------------------------------------
τсуш/час(дуба) = 214·1·1,15·0,96·1,25·1 = 295ч.
τсуш/сут(дуба)= 214·1·1,15·0,96·1,25·1 / 24 = 12,3сут
τоб.усл.год(дуба) = 12,3+0,1=12,4сут.
--------------------------------------------------------------------------------------------
Сводка пересчета в условный материал
Вид материала | Порода | Толщина | Заданное кол-во материала в год Ф(м3 /год) | Продолжит. оборота камеры сут. τоб. Ф | Объемный коэфф. заполнения штабеля βоб. Ф | Объем в условном мат-ле У(м3 /год) |
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
Обрезная | Сосна | 40 | 1500 | 3,6 | 0,438 | 1500 |
Обрезной | Кедр | 50 | 1700 | 5,6 | 0,474 | 2500 |
Обрезной | Кедр | 32 | 1200 | 3 | 0,399 | 1114 |
Обрезной | Орех | 40 | 1000 | 17,1 | 0,438 | 4687 |
Обрезной | Дуб | 32 | 1100 | 11,9 | 0,399 | 4086 |
Итого м3 /год | 6500 | 13887 |
3,6 | 0,438 |
— условный материал
|
Т.к продолжительность сушки условного материала 3,5 суток, то за условный материал выберем сосну толщиной 40мм с τ об. ус = 3,6 и β об.ус = 0,438
Ф – фактическое количество подлежащего сушке материала данного размера и породы м3 /год (или фактически высушенное за какой-то период)
τ об. ф – продолжительность (в сутках) оборота камеры для фактического материала.
τ об. ус. — продолжительность (в сутках) оборота камеры для условного материала.
βоб.ус ; βоб.ф – объемные коэффициенты заполнения штабелей соответственно для условного и фактического материалов. Определяются по таблице 4.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
∑У = Усосны + Укедра + Укедра + Уореха + Удуба
∑У = 1500+2500+1114+4687+4243=14044м3 /год
Таблица 4.Нормативные значения объемного коэффициента заполнения штабеля
Номинальная толщина пиломатериалов S 1, мм | Способ укладки | ||||
без шпаций | |||||
обрезные | необрезные | ||||
Толщина прокладок S пр, мм | |||||
22 | 25 | 32 | 22 | 25 | |
32 | 0,422 | 0,399 | 0,356 | 0,281 | 0,266 |
40 | 0,459 | 0,438 | 0,395 | 0,306 | 0,292 |
50 | 0,494 | 0,474 | 0,434 | 0,329 | 0,316 |
Габаритный объем штабелей (м3 ), находят по формуле:
Г = L шт. · B шт. · H шт. · m шт. , м3
Г – габаритный объем
L шт. – длина штабеля – 6,5м
B шт. – ширина штабеля – 1,8м
H шт. – высота штабеля – 2,6м
m шт. – число штабелей в камере – УЛ-2 – 2камеры
Г= 6,5 · 1,8 · 2,6 · 2 = 60,8м3
При проектировании сушильных камер для определения годовой производительности камеры можно использовать для всех типов камер универсальную формулу:
|
|
Г – габаритный объем.
βоб.ус – коэффициент объемного заполнения штабеля.
335 – установленное расчетное число дней работы сушильных камер в год.
τ об. ус.год — продолжительность (в сутках) оборота камеры для условного материала в год.
|
|
|
3,6
Потребное количество камер определяется по формуле:
|
|
∑ У – годовое количество всех пиломатериалов подлежащих сушке м3 / год
У1 – производительность одной камеры м3 / год условного материала.
|
II. Тепловой расчет
II.1. Выбор расчетного материала и режима сушки для него, продолжительность собственно сушки расчетного материала
Наиболее быстросохнущим материалом в заданной спецификации.
Кедр размером 32X180Х6500 обрезной – продолжительность сушки 3сут.
В дальнейшем весь тепловой расчет ведется по быстросохнущему материалу
Выбираем режим сушки для быстросохнущего материала
Для сушки используют нормальный режим №4
Параметры режима:
Средняя влажность древесины % | Параметры режима (t, Δt,ºС, φ ) | ||
t | Δt | φ | |
Iступень > 35% | 75 | 5 | 0.80 |
IIступень 35-25 | 80 | 10 | 0.64 |
IIIступень < 25 | 100 | 30 | 0.29 |
Продолжительность собственно сушки расчетного материала определяется по формуле:
τ соб. суш . = 0,8 · τсуш
τсоб.суш. = 0,8 · 3=2,4суток
2,4 · 24 = 57,6 часов
В дальнейшем все расчеты ведутся исходя из значения τ соб. суш . и по параметрам II ступени режима сушки.
II.2. Определение количества испаряемой влаги
|
|
|
|
|
|
ρкедра = 360 кг/м3
|
М1об. кам . = Е·М1м3
Е – емкость камеры.
Е = Г · βоб.ус = (2,6·1,8·6,5·2) · 0,399 = 24,28м3
|
М1об. кам = 24,28 · 187,2 = 4545
|
|
|
|
Расчетное количество испаряемой влаги в час
Мрасчет.. = Мср. час. · Х кг/час
Х – коэффициент учитывающий равномерность просыхания материала по всему объему
При W материала = 12% Х = 1,2
При W материала = 8...10% Х = 1,3
Мрасчет. = 79·1,3 = 102,1 кг/час
II.3. Определение часового количества циркуляции воздуха в камере
Расчетно-режимные параметры воздуха определяют по 2-й ступени режима по Id диаграмме.
По Id диаграмме находим: I, d, ρ, V
t = 80ºС I = 191 ккал/кг
φ = 0,64 d = 275 г/кг
ρ = 0,87 кг/м3
V = 1,47 м3 /кг
Циркуляция воздуха в камере реверсивного действия.
Для расчета скорости циркуляции сушильного агента по материалу принимается:
wмат. = 3...4 м/с
Рассчитываем площадь живого сечения штабелей плоскости перпендикулярной движению воздуха :
Fжив. сеч.шт. = h · l · n (1-βвыс. ) м2
где βвыс. — коэффициент укладки штабеля по высоте
|
|
S – толщина расчктного материала в мм.
| |
|
|
|
Fжив. сеч.шт. = 33,8·(1-0,54) = 33,8 · 0,46 = 15,5м2
Расчет объема циркулирующего воздуха внутри камеры, производится по формуле:
V ц. = F жив. сеч.шт · w шт. · 3600м3 /ч. Vц. = 15,5 · 3 · 3600 = 167400м3 /ч.
Масса циркуляции воздуха рассчитывается по формуле:
G ц. = V ц. · ρ = кг/ч Gц. = 167400 · 0,87 = 145,638 кг/ч.
Количество влаги испаряемой 1кг. циркуляции воздуха в камере при проходе через штабель:
|
|
|
|
Определяем температурный период воздуха, при переходе его через штабель:
|
|
|
|
|
|
Зная значения t1, d1 и d2 находим значения φ2 по Id диаграмме:
t2 = t1 — Δt t2 = 80 – 1,65 = 78,35ºC
φ = 0,7
II.4. Расчет часового количества отработанного и свежего воздуха
Объем отработанного воздуха определяем по формуле:
Vотр. = g0 · Мрасчет. · V2; V2 = V1;
Расчет количества воздуха для удаления влаги из древесины рассчитываем по формуле:
| |
|
|
|
d0– влагосодержание, принимается равным 12 г/кг.
Vотр. = 3,77 · 102,7 · 1,47 = 569 [ кг/м3 ]
Объем свежего воздуха, подаваемого вентилятором в камеру рассчитываем по формуле:
Vсв.в. = g0 · Мрасчет. · V0; [ кг/м3 ]
V0– объем свежего воздуха м3 /кг для приточного воздуха t = 20ºC, принимаем V0= 0,87
Vсв.в. = 3,77 · 102,7 · 0,87 = 337; [ кг/м3 ]
II.5. Определение расхода тепла на сушку древесины.
Расход тепла определяют в 2-х вариантах:
а) Для зимних условий по формуле:
Qнач.зим. = ρусл. [0,53 · (tкам. – t0 зим. ) + Wнач. – 15 · ( 0,5 · ( — t0 зим. ) + 80 + tкам. ) ]
100
tкам. — температура воздуха внутри камеры по II ступени режима
t0 зим. — принимается по климатологической таблице.
Для города Алматы t0 зим. = — 24ºC
t0 ср.год. = + 7,3ºC
|
= 360 · [ 55,12 + 77,4 ] = 360 · 132,56 = 47707 ккал/м3
б) Расход тепла на сушку древесины для среднегодовых условий ведем по формуле:
|
= 360 · ( 0,38 + 0,6 ) · ( 80 — 7,3 ) = 360 · 71,246 = 25648 ккал/м3
Определяем расход тепла на нагрев 1 кг испаряемой влаги в 2-х вариантах:
|
|
|
|
б) Среднегодовой
| |
|
|
|
II.6. Расчет теплопотерь через ограждение камеры:
Камера УЛ-2 представляет собой металлическую камеру, собираемую из двух боковых, двух торцевых панелей и верхней секции. Панели 3-х слойные из холодно-гнутых профилей и из полужестких минераловатых утеплителей, с внутренней стороны панели обшиваются алюминиевыми листами или листом из нержавеющей стали. Снаружи камера обшита гофрированным алюминием.
Алюминий
Строительное железо Стекловата 1 120 мм пенобетон
Пенобетон
50 мм стекловата
7 мм алюминий
8 мм строительное
железо
Гофрированный алюминий
Расчет теплопотерь через ограждения камеры производится по формуле в 2-х вариантах:
а) Для зимних условий:
Q огр. зим. = F · k ( t кам. — (- t зим. ) ) [ккал/кг] ;
б) Для среднегодовых условий:
Q огр. ср.год. = F · k ( t кам. — (- t 0ср.год ) ) [ккал/кг] ;
F — площадь ограждения камеры
k — коэффициент теплопередачи
tкам. — температура внутри камеры
Для многослойных ограждений камеры рассчитывается по формуле:
£в. — коэффициент теплопередачи от окружающей среды к внутренней поверхности ограждения.
£в. = 22...25ккал/м2 · ч · ºC
£н. — коэффициент теплопередачи от наружной поверхности ограждения сушильной камеры к окружающей среде.
G 1 , G 2 , G 3 , Gn — это толщина отдельных слоев ограждения в м.
λ1 , λ2, λ3 , λ n — это коэффициент теплопроводности материала, принимается согласно справочных данных (Справочник по сушке древесины Е.С. Богданов )
Материал | λ ккал/м2 · ч · ºC | |
Железобетон Пенобетон Кирпич Рубероид Минеральная вата Алюминий Сталь строительная Асбестоцементные плиты | 1,4 0,34 0,7 0,15 0,06 240 58 0,13 | |
Засыпка | Песок | 0,5 |
Шлак топливный | 0,25 |
|
|
|
|
|
|
|
| |
|
|
|
|
|
|
| |||
| |||||
|
|
|
|
|
|
kпола — принимается 0,5 стены
kпола = 0,5 · 0,6 = 0,3 ккал/м2 · ч · ºC
Расчет теплопотерь ведется по таблице для зимних и для среднегодовых условий:
Ограждения | F м2 | Коэфф. теплопередачи k · ккал/м2 ·ч·ºC | t0 | t1 -t0 | Qогр. = F · k ( t кам. — t ) | |||
Зим. расчет | Среднегод. расчет | Зим. условия | Среднегод. условия | Зим. условия | Среднегод. условия | |||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
Бок наруж. 14,42 х 4,9 | 70,65 | 0,6 | -24 | +7,3 | 104 | 72,7 | 4408 | 3082 |
Торцевая 4,9 х 4,52 | 22,148 | 0,6 | -24 | +7,3 | 104 | 72,7 | 1382 | 966 |
Перед. торц. за вычет двери. | 16,5 | 0,6 | -24 | +7,3 | 104 | 72,7 | 1030 | 720 |
Двери 2 х 2,8 | 5,6 | 0,8 | -24 | +7,3 | 104 | 72,7 | 466 | 326 |
Потолок 4,1 х 14,42 | 59,1 | 0,6 | -24 | +7,3 | 104 | 72,7 | 3688 | 2578 |
Пол (14,42х 4,1)х2 | 37,04 | 0,3 | -24 | +7,3 | 104 | 72,7 | 116 | 808 |
Итого Q огр. ккал/ч | 12133 | 8480 | ||||||
С учетом 10% по ОСТ | 13346 | 9328 | ||||||
С учетом коэффициента запаса С=2 | 26693 | 18656 |
|
|
| |
|
|
|
Расход тепла на испарение рассчитываем по формуле:
|
|
|
I2 = I1
I0 — теплосодержание свежего приточного воздуха температурой t = 20ºC, подаваемого вентилятором из коридора управления.
I0= 12 ккал/кг
tмат. — определяется по Id диаграмме; tмат. = tм. — tм. = 69ºC
d0 — для свежего приточного воздуха при t = 20ºC,
d0 = 12г/кг
Суммарный расход тепла на сушку 1кг испаряемой влаги определяем в 2-х вариантах:
а) Зимой
С1 — коэффициент запаса принимаем равным 1,2
б) Среднегодовой расчет
II.8. Выбор конструкции и определение нагрева поверхности калорифера.
В камере типа УЛ-2 установлены пластинчатые калориферы. Для камер периодического действия часовой расход тепла, который должен быть покрыт калорифером, рассчитываем по формуле:
Q = ( Qисп. — Qогр.зим. ) · С2
Qисп. — определяем по формуле:
Qисп. = qисп. · Мрасч. [ ккал/кг ]
С2 = 1,3
Qисп. = 606 · 102,7 = 62236 [ ккал/кг ]
Q = (62236 +26693) · 1,3 = 115608[ ккал/кг ]
Площадь нагрева калориферов рассчитываем по формуле:
|
|
k — коэффициент теплопередачи калорифера
tп. — температура пара, при давлении пара 0,45МПа, t = 147ºC
C3 — коэффициент запаса принимаем равным 1,3
Для определения коэффициента k проводим предварительный расчет:
А) Укрупнено рассчитываем площадь нагрева калорифера
F= 6 · E
Где Е — емкость камеры F= 6 · 24,28 = 145,68
Б) Выбираем марку калорифера и его площадь нагрева по справочным данным (Справочник по сушке древесины Е.С.Богданов)
КФ — 12; F 1кал. = 88,8м2
ƒжив.сеч.кал. = 0,810 м2
В) Рассчитываем количество калориферов:
|
nк. = =
Укрупнено берем 6 калориферов.
Г) Определяем суммарную площадь живого сечения калориферов
Σƒжив.сеч. = ƒжив.сеч. · n к. = м2
Σƒжив.сеч. = 0,810 · 6 =4,86м2
|
|
|
ωдейст. =
|
|
Е) Определяем весовую скорость воздуха циркулирующего внутри камеры:
ω1 = ωдейст. · ρ1 = 9,5 · 0,87 = 8м/с
Ж) Определяем k по справочнику k = 21,2
З) Определяем площадь нагрева калорифера:
|
|
|
|
|
|
Окончательно в цех устанавливаем пластинчатые калориферы марки КФБ — 12 в количестве 6 штук.
II.9. Расчет расхода пара на сушку 1м3 древесины, на камеру в час и на сушильный цех.
|
|
|
|
Расход пара в процессе сушки на камеру в час рассчитываем в 2-х вариантах:
|
|
|
|
Б) Среднегодовые условия
|
|
|
|
Расход пара на камеру в час в период нагрева определяем для зимних условий:
Qнагр.ч = [ккал/ч]
τнагрева — это продолжительность нагрева расчетного материала, принимаем из расчета 2ч на 1см толщины
τнагрева Кедра 32 · 2 = 6,4часа
|
|
Максимальный часовой расход пара, потребляемого цехом определяется для зимних условий по формуле:
Дцеха = m кам. прогрева · Дпрогрева + m кам. суш. · Дкам. суш.
mкам. прогрева — количество камер в которых одновременно осуществляется прогрев
Количество камер определяем 1/6 от общего нагрева камер.
|
|
|
|
Дцеха = 1 · 415 + 5 · 342 = 415 + 1710 = 2125 [кг/ч]
Годовой расход пара на сушку всего заданного количества высушиваемых пиломатериалов рассчитывается по формуле:
|
|
Ф — объем фактически высушиваемого материала
С — коэффициент длительности выбирается в зависимости от средней продолжительности сушки материала τср. факт.
|
|
|
|
= 7,5
Если τср. факт. = 7,5, то С по справочнику Е.С.Богданова в зависимости от отношения
τср. факт. 7,5
τфакт.расчет.= 2,9 = 2,6
С = 1,3
|
|
III. Аэродинамический расчет
2 1 13
3 12
4
5 11
6 7 9 10
8
0,21,8
Т Т
III.1. Расчет площади участков
1)
|
|
Двен. = 1
|
|
2) Прямой участок
ƒуч.(2) = 14,4 · 1,5 = 21,6 м2
3) Поворот под углом 135º
ƒуч.(3;12) = 0,5 · 14,4 = 7,2м2
4) Сопротивление калорифера
ƒуч.(4) = ƒжив.сеч.калориф. · nкалориф. = 4,9 · 6 = 29,4м2
5) Прямой участок
ƒуч.(5;11) = 0,25 · 14,4 = 3,6 м2
6) Поворот под углом 90º
| |
|
|
|
7) Внезапное сужение
ƒуч.(7) = Fжив.сеч.шт. = 15,5м2
8) Сопротивление штабеля
ƒуч.(8) = Fжив.сеч.шт. = 15,5м2
9) Внезапное расширение
ƒуч.(9) = Fжив.сеч.шт. = 15,5м2
Рассчитываем скорость сушильного агента на каждом участке по формуле :
|
|
Vц. — объем циркулирующего воздуха внутри камеры.
ƒуч — площадь участка
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
W1 = 167400 / 3600 · 0.8 = 58.2 / 6вен. = 9,7 м/с
W2;13 = 167400 / 3600 · 21,6 = 2,15 м/с
W3;12 = 167400 / 3600 · 7,2 = 6,46 м/с
W4 = 167400 / 3600 · 29,4 = 1,6 м/с
W5;11 = 167400 / 3600 · 3,6 = 13 м/с
W6;10 = 167400 / 3600 · 34 = 1,4 м/с
W7;8;9 = 167400 / 3600 · 15,5 = 3 м/с
№ участка | 1 | 2;13 | 3;12 | 4 | 5;11 | 6;10 | 7 | 8 | 9 |
ƒучастка | 0,8 | 21,6 | 7,2 | 29,4 | 3,6 | 34 | 15,5 | 15,5 | 15,5 |
W м/с | 9,7 | 2,15 | 6,46 | 1,6 | 13 | 1,4 | 3 | 3 | 3 |
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Сопротивление воздуха на участках камеры:
Участок 1
Сопротивление при входе и выходе из кожуха вентилятора для камер с осевыми вентиляторами коэффициент трения воздуха принимаем ζ = 0,8
|
|
ρ — плотность воздуха = 0,87 кг/м3
w — скорость воздуха
2q — сила тяжести
h1 = 0,87 · 9,72 / 2 · 9,8 · 0,8 = 3,34 кг/м2
Участок 2; 13
Сопротивление на прямом участке определяем по формуле:
|
|
|
|
ζ тр — для металлических каналов принимается = 0,016.
l — длина канала = 14,4м
U — периметр канала (14,4 + 1,8) · 2 = 32,4м2
ƒ — площадь участка = 21,6м2
h 2 ;13 = ((0,87 · 2,152 ) / 19,6) · ((0,016 · 14,4 · 32,4) / 86,4) · 2 = 0,18 [кг/м2 ]
Участок 3; 12
Сопротивление на повороте под углом 135º, определяем по формуле:
|
|
ζ 135º — для поворота на 135º = 0,25
h 3;12 = ((0,87 · 6,462 ) / 19,6) · 2 · 0,25 = 0,9 [кг/м2 ]
Участок 4
Сопротивление калорифера принимается по справочным данным, в зависимости от весовой скорости:
w · ρ [ кг/м2 ]
1,6 · 0,87 = 1,4 [кг/м2 ]
Участок 5; 11
Сопротивление на прямом участке определяем по формуле:
|
|
h 5;11 = ((0,87 · 132 ) / 19,6) · 2 · (0,016 ·14,4 ·(0,5 + 14,4) · 2) / (4 · 14,4) = 7[кг/м2 ]
Участок 6; 10
Сопротивление на повороте под углом 90º, определяем по формуле:
|
|
Значение коэффициента ζ тр для поворота определяем по справочным данным — ζ тр для 90º = 1,1
h 6;10 = ((0,87 · 1,42 ) / 19,6) · 2 · 1,1 = 0,2 [кг/м2 ]
Участок 7
|
|
Коэффициент трения при внезапном сужении определяется в зависимости от отношения ƒ / F по справочным данным
ƒ = 6,5 · 2,6 · 2 = 34м2
F = 14,4 · 2,9 = 42м2
ζтр. = 34/42 = 0,04
h 7 = ((0,87 · 32 ) / 19,6) · 0,04 = 0,02 [кг/м2 ]
Участок 8
Сопротивление штабеля
|
|
ζ тр — сопротивление штабеля определяется по графику в зависимости от скорости воздуха по штабелю
wштаб. = w · (1 — βвыс. ) = 3 · 0,46 = 1,38
ζ тр. = 20
h 7 = ((0,87 · 32 ) / 19,6) · 20 = 8 [кг/м2 ]
Участок 9
Сопротивление при внезапном расширении определяется по формуле:
|
|
Коэффициент трения при внезапном сужении определяется в зависимости от отношения ƒ / F по справочным данным
ƒ = 6,5 · 2,6 · 2 = 34м2
F = 14,4 · 2,9 = 42м2
ζтр. = 34/42 = 0,04
h 7 = ((0,87 · 32 ) / 19,6) · 0,04 = 0,02 [кг/м2 ]
Суммарное сопротивление по кольцу циркуляции воздуха в камере
h расч. = h1 + h2 ;13 + h3 ;12 + h4 + h5 ;11 + h6 ;10 + h 7 + h 8 + h 9
hрасч. = 3,3 + 0,18 + 0,9 + 1,4 + 7 + 0,2 + 0,02 + 8 + 0,02 = 21,02 [кг/м2 ]
III.2. Выбор вентилятора
Для выбора вентилятора имеются данные давления воздуха по характеристике.
h хар. = h расч. = 21,02 · (1,2/0,87) = 29 [кг/м2 ]
|
|
|
|