Спецификация высушиваемого сырья

1. Технологический Расчет

1.1 Режим сушки пиломатериалов

Категория режима сушки определяется исходя из возможностей проектируемой камеры, а именно максимальной температуры в рабочем пространстве камеры.

Категория качества сушки: 2

В камере применяем высокотемпературный режим сушки пиломатериалов в среде перегретого пара.

1.2 Определение продолжительности сушки в камерах периодического действия при высокотемпературном процессе

Общая продолжительность сушки (включая длительность начального прогрева и влаготеплообработки), находится по выражению:

где τ _исх - исходная продолжительность сушки пиломатериалов заданной породы толщины и ширины;

А_п - коэффициент, учитывающий породу древесины:

- для берёзы А_п = 1, 4;

- для лиственницы А_п = 4, 0.

А_ц - коэффициент, учитывающий характер и интенсивность циркуляции с. а. в камере;

А_в – коэффициент, зависящий от начальной W_н и конечной W_к влажности пиломатериалов, определяется по таблице;

А_к - коэффициент учитывающий качество сушки;

А_д - для пиломатериалов А_ц = 1, 0, для заготовок он зависит от отношения длины материала к его толщине.

Определим продолжительность сушки фактического берёзового пиломатериала толщиной 40 мм, шириной 100 мм, длиной 6, 5 м, высушиваемый по 2 категории качества от начальной влажности 60% до конечной 6%.

τ _исх = 17, 7 (по табл.6.5 [Руководящие технические материалы по технологии камерной сушки древесины]);

А_п = 1, 4 (берёза);

А_ц = 0, 70 (при скорости сушильного агента по материалу 3, 5 м/с);

А_в = 1, 37 (табл. 6.6 [Руководящие технические материалы по технологии камерной сушки древесины]);

А_д = 1 (по табл. 6.4 [Руководящие технические материалы по технологии камерной сушки древесины]);

А_к = 1_, 52 (табл. 6.7 [Руководящие технические материалы по технологии камерной сушки древесины]).

Расчет остальных сечений проводится по аналогичной методике. Все параметры сводятся в таблицу 1.1.

Таблица 1.1 Определение продолжительности сушки пиломатериалов

1.3 Расчет производительности лесосушильных камер материалом заданной характеристики

Производительность камеры при сушке пиломатериалов определенной характеристики (породы, толщины, начальной и конечной влажности) рассчитывают на заданное календарное время (например, год) по формуле,

м³/год:

(1.2)

где n – число оборотов камеры (сушильных циклов) в течение заданного времени;

E – вместимость камеры, м³ древесины.

Число оборотов камеры в год определяется по выражению:

(1.3)

где С – коэффициент технического использования камер, С = 0, 92;

τ – продолжительность оборота камеры, сут.

Для камер периодического действия :

(1.4)

где τ _суш – продолжительность процесса сушки, сут;

τ _з.р. – время загрузки и разгрузки камеры (можно принять 0, 1 сут).

Вместимость камеры, м³, рассчитывается по формуле:

(1.5)

где L, B, H – размеры штабеля (длина ширина высота), м;

β – объемный коэффициент заполнения штабеля;

n – число штабелей в камере.

Объемный коэффициент заполнения рассчитывают как:

(1.6)

где β _д β _ш β в – линейные коэффициенты заполнения штабеля по длине, ширине, высоте соответственно;

y₀ - объемная усушка древесины, %.

Объемную усушку можно найти по следующей формуле:

(1.7)

Найдем объемную усушку для берёзовых досок сечением 25х100х6500 с начальной влажностью 60% и конечной 6%:

где k_y0 – коэффициент объемной усушки соответствующей

породы (для берёзы k_y0 = 0, 54);

W_п.н. – влажность предела насыщения клеточных стенок (W_п.н. = 30%);

W_к - конечная влажность пиломатериала.

Коэффициент заполнения по длине штабеля β _д показывает отношение средней уложенных в штабель пиломатериалов L_ср к его длине L и определяется по следующему выражению:

(1.8)

Для штабеля пиломатериалов различной длины можно принять β _д = 0, 85. Если длина всех досок в штабеле одинакова (L_ср = L), то β _д = 1, 0.

Коэффициент заполнения по ширине β _ш - это отношение суммарной ширины пиломатериалов в горизонтальном ряду штабеля к его ширине. Он зависит от вида пиломатериалов и способа их укладки.

Коэффициент заполнения штабеля по высоте β _в, характеризует отношение суммарной толщины пиломатериалов в вертикальном ряду штабеля к его высоте:

(1.9)

где S₁ – толщина пиломатериалов, мм;

S_пр – толщина прокладок, мм.

Наиболее часто применяемая толщина прокладок составляет 25 мм.

Для досок сечением 25х100х6500 коэффициент заполнение по длине штабеля β _в будет равен

Теперь мы можем определить объемный коэффициент заполнения штабеля β:

Определим вместимость камеры для этого сечения:

Расчет остальных сечений проводится по аналогичной методике и результаты сводятся в таблицу 1.2.

Таблица 1.2 Расчет вместимости камеры материалом заданной характеристики

1. 4. Расчет продолжительности сушки и производительности лесосушильных камер в условном пиломатериале

Поскольку сушке, подвергаются пиломатериалы различной характеристики, производительность лесосушильных камер в объеме высушиваемой древесины значительно колеблется. Поэтому для учета и планирования работы камер установлена учетная и плановая единица – кубический метр условного пиломатериала.

За условный пиломатериал принимаются сосновые обрезные доски толщиной 40 мм, шириной 150 мм, высушиваемые по II категории качества от начальной влажности 60% до конечной 12%.

Найдем продолжительность сушки в условном пиломатериале:

Определим продолжительность оборота камеры в условном пиломатериале:

Для того что бы определить объемный коэффициент заполнения условным пиломатериалом штабеля нужно найти линейные коэффициенты заполнения штабеля по длине, ширине, высоте и процент объемной усушки древесины β _д = 1, 0, β _ш = 0.9.

Теперь мы можем определить объемный коэффициент заполнения штабеля условным пиломатериалом:

Определим вместимость камеры в условном пиломатериале:

Найдем число оборотов камеры в год:

Зная число оборотов и вместимость камеры, можем определить производительность камеры в условном пиломатериале:

1.5 Перевод фактического пиломатериала в условный

Объем высушенного или подлежащего сушке пиломатериала заданной спецификации Ф пересчитывается в объем условного материала У_i ( усл.) по формуле:

(1.10)

где Ф – объем фактически высушенного или подлежащего сушке пиломатериала данного размера и породы (задается в спецификации), ;

K - переводной коэффициент.

(1.11)

где – коэффициент продолжительности оборота камеры;

– коэффициент ёмкости камеры.

Найдем переводной коэффициент для досок сечением 25х100х6500.

Теперь мы можем определить объем высушиваемого пиломатериала в пересчет на объем условного пиломатериала:

Расчет остальных сечений проводится по аналогичной методике.

Таблица 1.3 Пересчет объема фактических пиломатериалов в объем условного материала

Порода, сечение	Заданный для сушки объем п/м Ф,	Пересчетный коэффициент K	Продолжительность оборота камеры τ ф, сут.	Вместимость камеры, м3	Объем в условном материале У, м3
Берёза 25х100х6		0, 81	4, 5	21, 09
Берёза 40х100х6		1, 16	0, 9	25, 4
лиственница 40х100х6		2, 46	3, 3	25, 4
лиственница 25х100х6		1, 53	1, 7	21, 09

1.6. Расчет необходимого количества камер в сушильном хозяйстве

Необходимое количество камер определяется как:

(1.12)

где У_i - условный пиломатериал, м³;

П_усл – производительность в условном пиломатериале м³/год.

Найдем необходимое количество камер:

Принимаем 1 камеру.