Технологический процесс в сушильном цехе

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 06 Января 2014 в 21:03, курсовая работа

Краткое описание

Сушка – обязательная часть технологического процесса выработки пиломатериалов. Непросушенные пиломатериалы не могут считаться готовой продукцией, подлежащей реализации, а технологический процесс их изготовления законченным. Влажные пиломатериалы подвержены грибковым заболеваниям и непригодны для дальнейшей механической обработки и производства из них готовых изделий.

Содержание

Реферат………………………………………………………………………………………………………………………..4
Введение……………………………………………………………………………………………………………………….5
1.Технологическая часть…………………………………………………………….6
1.1 Описание сушильной камеры (со схемой);………………………………………………….……6
1.2.Выбор параметров режима сушки;…………………………………………………………….…...8
1.3 Расчет продолжительности камерной сушки пиломатериалов……….…….14
1.4Расчет производительности и количества сушильных камер………………….15
1.5 Описание технологического процесса в сушильном цехе;……………….18
2. Показатели качества сушки древесины………………………………………………………….22
3. Расчетная часть……………………………………………………………………………………………………25
3.1 Выбор расчетного материала;…………………………………………………………………………26.
3.2 Определение параметров сушильного агента на входе и
выходе штабеля;……………………………………………………………………………………………………….26
3.3 Расход расчета тепла на сушку и количество испаряемой влаги;………30
3.4 Расход потерь тепла через ограждение сушильной камеры;……………….31
3.5 Определение расхода пара и выбор конденсатоотводчика;……………………34
4. Мероприятия по охране труда и окружающей среды………………………………….35
Заключение…………………………………………………………………………………………………………………..40
Список использованных источников 7……………………………………………………………….41
Отзыв…………………………………………………………………………………………………………………………….42

Вложенные файлы: 1 файл

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ кнлРЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ.docx

— 1.34 Мб (Скачать файл)

В практике сушки  пиломатериалов встречаются пластевые, внутренние, торцовые и радиальные трещины, а сушки шпона —

разрывы листов.

Пластевые трещины образуются в материале в начальный период сушки, когда действующие на поверхности растягивающие напряжения превышают предел прочности. Причина образования пластевых наружных трещин — слишком жесткий режим сушки, а мера предупреждения — применение рационального режима.

Внутренние трещины  могут появиться в конце процесса и даже после сушки, если в центре сортимента возникли чрезмерно большие растягивающие напряжения. Чтобы предупредить их образование, необходимо соблюдать режим сушки и проводить промежуточную и конечную влаготеплообработки.

Возникновение торцовых трещин обусловлено Солее интенсивной  сушкой торцов по сравнению со средней  частью сортимента. Наиболее эффективное  средство предупреждения этого дефекта  — замазывание торцов влагонепроницаемым составом. Ввиду большой трудоемкости это мероприятие при массовой сушке не применяется.

Правильная укладка  пиломатериалов в штабеле, в частности  выравнивание торцов штабеля, размещение крайних прокладок заподлицо  с торцами досок, формирование полногабаритного штабеля, значительно снижает 

 

 

торцовое растрескивание. Торцовые трещины в этом случае бывают неглубокими, и при поперечном раскрое пиломатериалов потери будут незначительными.

Радиальные трещины  возникают при сушке круглых лесоматериалов и пиломатериалов, содержащих сердцевинную трубку. Причина их образования — различная усушка в радиальном и тангенциальном направлениях. Предупредить их появление при камерной или атмосферной сушке невозможно даже при самом осторожном и медленном проведении процесса. Чтобы избежать этого дефекта, при раскрое пиломатериалов следует вырезать сердцевину или следить, чтобы она находилась на поверхности.

Коробление пиломатериалов в процессе сушки происходит также  по причине различной усушки в  радиальном и тангенциальном направлениях. У досок тангенциальной распиловки независимо от режима сушки усадка наружной пласти (по отношению к центру бревна) будет при сушке больше, чем усадка внутренней пласти. Это приводит к изгибу (короблению) доски в поперечном направлении. Доски радиальной распиловки не коробятся. Разность усушки древесины вдоль и поперек волокон вызывает продольное коробление. Для того чтобы предотвратить поперечную и продольную покороблениость досушить в зажатом состоянии, соблюдать правила формирования штабеля (укладывать в один ряд доски строго одинаковой толщины, применять стандартные строганные прокладки, каждый ряд которых должен находиться в одной вертикальной плоскости). В этом случае плоская форма досок в штабеле фиксируется массой самой древесины, за исключением верхних двух-трех рядов. В верхнем ряду следует укладывать доски радиальной распиловки или материал неответственного назначения. Таким образом, коробление досок при сушке происходит при неправильной н небрежной укладке, но ие является единственной его причиной. Применение излишне жестких режимов, особенно при сушке пиломатериалов лиственных пород, также способствует, как показывает практика, короблению пиломатериалов.

Коробление и  гористость шпона вызываются неравномерностью сушки по площади листа вследствие неоднородности структуры древесины и неодинаковой интенсивности удаления влаги из разных зон листа. Появление этих дефектов в процессе сушки шпона в роликовых сушилках свидетельствует о недостаточно жесткой фиксации листов в роликах.

Среднюю величину конечной влажности контролируемой партии пиломатериалов определяют следующим образом. Из штабеля в зонах быстрого и замедленного просыхающие материала отбирают не менее девяти досок. Из каждой доски выпиливают две секции и определяют их влажность сушильно-весовым методом.

Допускается контролировать влажность пиломатериалов или заготовок  электровлагомером при толщине досок штабеля не более 40 мм.

Для установления влажности партии шпона нз нее отбирают пробные листы в количестве не менее 0,2% от объема партии и из каждого листа по диагонали вырезают три образца. Крайние образцы должны быть взяты на расстоянии не менее 100 мм от кромки листа.

Конечную влажность  партии измельченной древесины определяют по 10... 15 пробам, масса каждой при этом должна быть не менее 10 г.

Влажность партий W0р вычисляют как среднее арифметическое из полученных значений влажности секций, образцов или проб.

Равномерность конечной влажности. Показателем равномерности считают среднее квадратическое отклонение, которое вычисляется по формуле

  )2/(n-1) 

где Wi — влажность отдельной секции или пробы, %; Wcp — средняя влажность партии; л — число секций, проб влажности. Фактическая влажность отдельных досок штабеля, листов шпона стопы или контролируемой партии измельченной древесины с вероятностью 95% (в 95 случаях из 100) будет находиться в пределах Wcp±2.

Перепад влажности  по толщине пиломатериалов (заготовок) контролируют по секциям послойной  влажности, которые выпиливают из отобранных досок рядом с секциями для определения общей влажности.

Остаточные напряжения в высушенных пиломатериалах устанавливают по силовым секциям, выпиливаемым рядом с секциями послойной влажности из каждой отобранной доски. Можно считать, что древесина практически свободна от остаточных напряжений, если относительное отклонение зубцов секции (в вершине) от нормального положения не превышает 1,5... 2% длины зубца, т. е. (S, — S) 100/(2l) <2.

Высушенная древесина  должна по качеству сушки соответствовать своему назначению. Назначение древесины различно, поэтому различны и требования, предъявляемые к качеству сушки. Нормы показателей качества сушки пиломатериалов регламентируются.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 3. Расчетная часть

 

Для выполнения теплового  расчёта выбираем расчётный материал. За него принимаем самый быстросохнущие доски из заданной спецификации. На основании результатов расчёта  продолжительности сушки, выполненного выбираем в качестве расчётного материала - пиломатериалы из древесины липа толщиной S1=55 мм, ольха толщиной 45 мм, осина толщиной 35.

Рассчитываем  массу влаги, испаряемой из 1 м3 расчётного материала:

                 , кг/м3,                                          

где ρБ – базисная плотность древесины расчётного материала, кг/м3; WН,WК – начальная и конечная влажность древесины, %.


Средние значения базисной плотности древесины

Порода древесины

ρБ1

кг/м3

Порода древесины

ρБ1

кг/м3

Береза

Бук

500

530

Лиственница

Ольха

520

420

Граб

630

Орех

520

Дуб

560

Осина

400

Ель

360

Пихта

300

Кедр

350

Сосна

400

Клен

550

Тополь

360

Липа

400

Ясень

540


 

Влагосодержание сушильного агента на выходе из штабеля  определяем по формуле:

    

Dлипа=1000/35,125+340=2,25

dосина=1000/26,232+287,1=3,19                                            dольха=1000/35,125+409,5=2,25!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.1 Выбор  расчетного материала;

За расчетный  материал применяется быстро сохнущий материал из заданной спецификации. Сушка  быстро сохнувшего материала требует  мощного теплового и циркуляционного  оборудования.

3.2 Определение  параметров сушильного агента  на входе и выходе штабеля;

 

Плотность древесины

      1)Липа 400 кг/м3

2)Ольха 420 кг/м3

3)Осина 400 кг/м3

 

Определяем массу  влаги по формуле:

 

                D1б (WнWк)/100

 

ρб-плотность породы древесины

WнWк- начальная и конечная влажность

 

D1=400(60-10)/100=200 кг/м3

D2=420(80-10)/100=294 кг/м3

D3=400(70-10)/100=240 кг/м3

 

Массу влаги, испаряемой за время одного оборота камеры, определим по формуле:

где Е – вместимость камеры, м3

Вместимость камеры.

Определение вместимости  камеры Е, :

,           

где Г – габаритный объём всех штабелей в камере, ;

      - коэффициент объёмного заполнения штабеля расчётным материалом.

1) Для липы

Е = 140,4*0,3561=49,99644 м

β = βдл х βш х βв х 0,93

2)Для Ольхи

Е =140,4*0,3885 = 54,54м.

β = βдл х βш х βв х 0,93

3)Для осины

Е = 140*0,4155 =58,17м.

 

Dоб=D1 х Е

Dоб1=200х49,99644 =9999,288 кг

Dоб2=294 х54,54= 16034,76кг

Dоб3=240 х58,17=13960,8кг

 

Массу влаги, испаряемой в камере за 1 с, найдем по формуле:

Dc=Dоб/3600хс

 

Тогда масса влаги, испаряемой в камере за 1 с

=9999,288 / 3600х108= 0,0257кг/с

=16034,76/ 3600х317,5=0,014кг/с

=13960,8/ 3600х 108=0,0359кг/с

 

 

 

Определяем расчётную  массу испаряемой влаги по формуле

                                                              , кг/с

 

где  kнс – коэффициент, учитывающий неравномерность скорости сушки.       

Принимаем данный коэффициент в зависимости от конечной влажности древесины –  Wк=10 %  kнс=1,3

  =0,0257х1,3=0,033 кг/с

=0,014х1,3=0,0182кг/с

=0,0359х1,3 =0,046 кг/с

 

Определение параметров агента сушки

Температуру и  относительную влажность сушильного агента на входе в штабель принимаем  по второй ступени режима сушки расчётного материала

 

 

Порода

Размер,

мм

Средняя

влажность

t,

t,

 

l,кДж/кг

Vпр

м3/кг

,

кг/м3

d,

г/кг

Рп

кПа

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

Липа 

50х70

35

60

10

0,66

 

1,88

 

458

44,4

Ольха

35х75

45

80

10

0,62

         

Осина

16х40

40

70

10

0,54

         

 

 

t1=700C, φ1=0,82 %.

 

t2=600C, φ2=0,71 %.

t3=650C, φ3=0,73%.

Парциальное давление водяного пара определим по диаграмме  влажного воздуха. Влагосодержание  определяем по диаграмме влажного воздуха

 

 

pп=0,82х15=12,3 кПа

pп=0,71х14=9,94кПа

pп=0,73х43=31,39кПа

 

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

                            

М1=378/0,27х1.52=921,05 г/кг

М2=378/0,732х1.52=339,73г/кг

М3=378/0,27х1.52=921,05 г/кг

 

Энтальпия сушильного агента на входе в штабель:

                        I2=1,01xt1+0,001xd1x(1,88t1+2500)

I1=1,01x70+0,001x340x(1,88x79+2500)=176898,86

I2=1,01x60+0,001x345x(1,88x60+2500)=151613,145

I3=1,01x65+0,001x325x(1,88х65+2500)=164247,525

где Т1 – температура влажного воздуха на входе в штабель, К.

T1=t1 + 273,15 = 70 + 273,15 = 343,15 K.  

T2=t2 + 273,15 = 60 + 273,15 = 333,15 K.

T3=t3 + 273,15 = 65 + 273,15 = 338,15 K.

Определяем температуру  агента сушки на выходе из штабелей, при этом учитываем, что энтальпия  воздуха во время  сушки не изменяется, т.е. I1= I2  

                          

 

t1=176898,86-2,5x340/1,01+0,00188х340=78°С

t2=151613,145-2,5x345/1,01+0,00188х345=80°С

t3=164247,525-2,5x 325/1,01+0,00188х325=83°С

 

Находим давление пара  воздуха, выходящего из штабеля:

                                                                                 кПа,

Pп2=100000х340/622+340=35343,03кПа

Pп2=100000х345/622+345=3567.35кПа

Pп2=100000х325/622+325=34318,9кПа

 

Плотность влажного воздуха находим по формуле:

                                                                         

ρ1=28,96х100000-10,94х35343,03/8314х343,15 =1,01кг/м3

ρ1=28,96х100000-10,94х35357,35/8314х333,15 =1,0кг/м3

ρ1=28,96х100000-10,94х34318,9/8314х338.15=1,3кг/м3

 

 


Информация о работе Технологический процесс в сушильном цехе