Тепломассообменное оборудование лесозаготовительных предприятий - Сельское, лесное хозяйство и землепользование курсовая работа

Главная

Сельское, лесное хозяйство и землепользование
Тепломассообменное оборудование лесозаготовительных предприятий

Технологический процесс сушки древесины. Выбор нормативного режима сушки. Тепловой расчет сушильных камер. Расход тепла на сушку древесины. Расчет диаметров основных трубопроводов. Определение расхода греющего пара. Определение числа сушильных камер.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

РОССИЙСКАЯ ОТКРЫТАЯ АКАДЕМИЯ ТРАНСПОРТА
ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ
ТЕПЛОМАССООБМЕННОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ПРЕДПРИЯТИЙ
1) Выбор нормативного режима сушки.
2) Определение продолжительности сушки.
3) Определение числа сушильных камер.
4) Тепловой расчет сушильных камер.
5) Расход тепла на сушку древесины.
7) Определение расхода греющего пара.
8) Расчет диаметров основных трубопроводов.
1. Материал, подлежащий сушке, - доски сосновые
2. Годовая программа лесосушилки по фактическому материалу
3. Начальная влажность пиломатериала Wн = 70 %
4. Технологический процесс сушки - нормальный, по II категории качества.
5. Лесосушилка конвективная с камерами периодического действия, с реверсивной скоростной циркуляцией. Сушильный агент - воздух, подогреваемый в калорифере.
Конструктивный прототип - лесосушилка ЦНИИМОД - 23.
6. Греющий теплоноситель - «перегретая» вода.
7. Климатические условия принять применительно к региону постоянного проживания - г. Воркута (минус 41оС).
1. Выбор нормативного режима сушки
Нормативный режим сушки выбирается в зависимости от заданной категории качества, толщины пиломатериалов и влажности древесины.
температура сушильного агент - воздуха t1 = 80 oC
психрометрическая разность ?tпс = t1 - tм
Относительная влажность воздуха для сырого конца сушильной камеры (на выходе) :
2. Определение продолжительности сушки
т.е. время на начальный нагрев, собственно сушку, конечную обработку и охлаждение материала, определяют в зависимости от породы пиломатериалов, их назначения, геометрических размеров.
Продолжительность сушки пиломатериалов определяют по сумме коэффициентов:
где Ап - коэффициент, зависящий от породы пиломатериала,
Ат - коэффициент, зависящий от толщины пиломатериала
Аш - коэффициент, зависящий от отношения ширины к толщине досок
? = b/ ? при ? = 200/30 = 6,66 (4,1 - 7) Аш = 14;
Ак - коэффициент, зависящий от качества сушки
(для II категории качества Ак = 10);
Ац - коэффициент, зависящий от характера циркуляции воздуха. Для скоростной реверсивной циркуляции обычной тепломощности
Ав - коэффициент, зависящий от начальной Wн и конечной Wк влажности пиломатериалов:
? = 5 + 39 + 14 + 10 + 17 + 79 = 164
По таблице 5-14 [1] стр. 131 при ? = 158-195 продолжительность сушки в часах может быть определена по формуле
?суш = 0,0077?2 - 0,043? - 103 = 97,05 час
2.2 Продолжительность оборота камеры для расчетного материала
?об(ф) = ?суш + ? ?об где ? ?об = 2,5 ч
?об(ф) = 97,05 + 2,5 = 99,55 ? 4,14 сут
3. Определение числа сушильных камер
Требуемое число сушильных камер в проектируемой установке находят исходя из заданной годовой программы сушки Ф , м3/год, и годовой производительности одной камеры в условном материале Укам , т.е. с учетом объемного коэффициента заполнения штабеля ?ф .
3.1 Внутренние размеры камеры ЦНИИМОД - 23
Исходя из рационального размещения и заполнения камеры материалом, размеры штабеля рекомендуется принять равными:
Таким образом, в одной камере размещают 4 штабеля.
3.3 Габаритный объем штабелей в камере
Г = Lшт · Вшт · Ншт · mшт = 6,5 · 1,8 · 2,6 · 4 = 122 м2
где mшт = 4 - число штабелей в одной камере.
3.4 Производительность одной камеры в условном материале, м3/год
Укам = 32 · Г = 32 ·122 = 3904 м3/год
3.5 Программная производительность сушилки в пересчете на условный материал
У = 0,0038 · Ф · ?об(ф) / ?ф = 0,0038 · 15000 · 99,55 / 0,39 = 14549,6 м3/год
где ?ф - объемный коэффициент заполнения штабеля фактического материала, для сосновых досок толщиной ? = 30 мм ?ф = 0,39
3.6 Потребное число камер для выполнения заданной программы сушки
mкам = У / Укам = 14549,6 / 3904 = 3,7 = 4 камеры
4.1 Количество испаряемой влаги, т.е. удаляемой с воздухом из 1 м3 материала в процессе сушки, кг/м3
Мi(w) = ?усл(Wн - Wк) / 100 = 430 · (85-12) / 100 = 313,9 кг/м3
где ?усл - условная плотность древесины, кг/м3
Wн , Wк - начальная и конечная влажность материала, %
4.3 Количество влаги, удаляемой в камере за один оборот («цикл»)
Моб(кам) = Мi(w) · Е = 313,9 · 47,58 = 14935,4 кг/об
4.4 Среднее количество удаляемой в камере влаги, кг/ч
Мср(w) = Моб(кам)/ ?соб.суш = 14935,4 / 77,64 = 192,37 кг/ч
где ?соб.суш = 0,8 ?суш = 0,8 · 97,05 = 77,64 часов
4.5 Расчетное часовое количество удаляемой влаги в камере, кг/ч
Мрасч(w) = ? Мср(w) = 1,3 · 192,37 = 250,08 кг/ч
где ? ? 1,3 - коэффициент неравномерности скорости сушки.
4.6 Живое сечение штабелей для прохода воздуха в плоскости, перпендикулярной направлению потока, м2
Fшт = Lшт Ншт Zшт (1- ?шт) = 6,5 · 2,6 · 2 · (1 - 0,52) = 16,22 м2
где Zшт = 2 - число штабелей в плоскости живого сечения
Lшт и Hшт - длина и ширина штабеля, м
?шт = ? / (25 + 1,08 ?) = 30/(25+32,4) = 0,52 - коэффициент заполнения штабеля по высоте
4.7 Количество циркулирующего в камере воздуха, м3/ч
Vц = 3600 · wшт · Fшт = 3600 · 2 · 16,22 = 116784 м3/ч
или Vсек = Vц / 3600 = 116784 / 3600 = 32,44 м3/с
где wшт = 2 м/с - средняя (по расходу) скорость циркуляции воздуха в живом сечении штабеля (на входе)
Количество циркулирующего воздуха по массе, кг/ч
Gц = Vц ?1 = 116784 · 1,085 ? 126710 кг/ч
где ?1 = 1,085 кг/м3 - плотность воздуха на входе в сушильную камеру при t1 = 80oC и ?1 = 61%
Требуемое количество циркулирующего в камере воздуха на 1 кг испаренной влаги gц , кг/кг
gц = = 1000/(265-260)=1000/5 = 200 кг/кг
где d2 и d1 - влагосодержание сушильного агента (воздуха) на выходе из сушильной камеры и на входе в нее, г/кг .
Величина d2 - d1, найденная по i-d - диаграмме, может быть проверена по заданному перепаду температур t1 - t2, который устанавливают в зависимости от режима сушки:
?d = d2 - d1 = (t1 - t2)х(0,4 + 0,00074 d1)
?d = 5 = (80 - 71)х(0,4 + 0,00074х200) = 4,93 5 ? 4,93
4.8 Расход свежего воздуха на 1 кг испаренной влаги qо , кг/кг
gо = = 1000/(265 - 12) = 3,95 кг/кг
где do = 12 г/кг - влагосодержание свежего приточного воздуха, соответствующее его начальному состоянию.
4.9 Расход отработавшего воздуха, м3/ч
Vотр = gо Mрасч v2 = 3,95 · 250,08 · 1,1 = 1086,6 м3/ч
где v2 =1,1 - удельный объем отработавшего воздуха при t2 = 71о С
4.10 Расход свежего воздуха , м3/ч
Vо = g Mрасч vо = 8,26 · 250,08 · 0,85 = 1755,8 м3/ч
где vо - удельный объем воздуха (при tо = 20оС, dо = 12 г/кг) , м3/кг
5. Расход тепла на сушку древесины
Расчет расхода тепла на сушку древесины выполним для расчетной зимней температуре наружного воздуха tо(з.р.) = -31 оС
5.1 Расход тепла на начальный нагрев и оттаивание древесины, кДж/м3
Qнагр.з = ?усл = 430 [(2 х 41 + 335х (85-12)/100+0,545х (69-0)] = 430 х210,6 = 156292,1 кДж/м3
где ?усл = 430 кг/м3 - плотность материала заданной породы;
с(-) = 2 кДж/кг К - средняя массовая теплоемкость мерзлой древесины;
?л = 335 кДж/кг - теплота плавления льда;
с(+) = 0,545 кДж/кг К - средняя массовая теплоемкость оттаявшей древесины;
Удельный расход тепла на 1 кг влаги, кДж/кг,
qнагр = Qнагр.з / Мi(w) = 156292,1 / 313,9 = 497,9 кДж/кг
где Мi(w) - количество испаряемой влаги, т.е. удаляемой с воздухом
из 1 м3 материала в процессе сушки, кг/м3
5.2 Расход тепла на испарение 1 кг влаги в среде влажного воздуха, кДж;/кг
qисп = (i2 - iсм)/(d2 - dcм) - 4,19tсм = (756 - 728)/(265 - 250)х103 - 4,19 х 71 = 5600 - 233,3 = 5366,7 кДж/кг
где i2 - энтальпия отработавшего и свежего воздуха, кДж/кг
iсм - энтальпия смеси отработавшего воздуха, кДж/кг
d2 и dсм - влагосодержание отработавшего воздуха и его смеси со свежим воздухом, г/кг
5.3 Тепловые потери через ограждения камеры, Вт/ч
Ограждающие конструкции камер выполняются в виде плоских однослойных и многослойных стенок различного материала и толщины.
Расчетный тепловой поток, Вт/ч, через i - ое ограждение определяют по уравнению теплопередачи:
где ki - коэффициент теплопередачи, Вт/м2 К
t1 - t0(р) - расчетная разность температур воздуха с внутренней и наружной стороны стенки, оС (для Воркуты)
Итого ?Qогр (i) = 26876,4 Вт = 26,8764 кВт
Общий расчетный тепловой поток через ограждения, кВт
Qогр = C1 C2 ?Qогр(i) = 2 · 1 ·26,8764 = 53,75 кВт
5.4 Составляющая удельного расхода тепла (на 1 кг испаряемой влаги), связанная с потерями через ограждения, кДж/кг
qогр = 3600 Qогр / Мср.(w) = 3600 х 53,75 / 192,37 = 1005,93 кДж/кг
5.5 Полный удельный расход тепла (на 1 кг испаренной влаги) в процессе сушки древесины, кДж/кг
qсуш = ( qнагр + qисп + qогр ) · c =(497,9 + 5366,7 +1005,93) · 1,2 =8244,6 кДж/кг
6.1 Расчетный тепловой поток, который должен быть обеспечен калорифером, кВт
Qк.ф = (qисп Мрасч/3600 + Qогр(з)) Скф = (5366,7 · 250,08/3600 + 53,75) · 1,2 = 440,8 кВт
где Мрасч - расчетное количество испаряемой влаги, кг/ч
Ск.ф = 1,2 - коэффициент неучтенных потерь тепла.
6.2 Расход греющей воды на калорифер Gw(кф), кг/с
Gw(кф)= Qк.ф /сw ( t?w · t?w) = 440,8 / 4,19 (150 - 86) = 1,6 кг/с
где t?w , t?w - температура воды в калорифере, оС
сw = 4,19 кДж/кг К - средняя теплоемкость воды в интервале температур t?w , t?w
Для данной камеры выберем биметаллические калориферы со спирально-накатанным оребрением типа КСК4 - 02
6.3 Требуемая площадь теплообменной поверхности калорифера, м2 находится из уравнения теплопередачи
где Qкф - расчетный тепловой поток, Вт;
Ккф - коэффициент теплопередачи калорифера, Вт/м2 К;
?tср - средняя интегральная разность температур греющего и нагреваемого теплоносителей, оС.
При использовании в качестве теплоносителя - воды:
?tср = ( t?w + t?w)/ 2 - tкам = ((150 + 86) / 2) - 75,5 = 42,5оC
Коэффициент теплопередачи kкф для калориферов определяется в зависимости от скорости (w) агента сушки.
Для калорифера КСК4 - 11 с площадью поверхности теплообмена со стороны воздуха
площадь фронтального сечения fв = 1,66 м2
площадь сечения для прохода теплоносителя fw = 0,00341 м2
длина теплопередающей трубки l = 1,655 м
Скорость циркуляции через калорифер:
Коэффициент теплопередачи Ккф, Вт/м2 К, при скорости движения теплоносителя по трубкам wо = 0,18 м/с и массовой скорости движения воздуха во фронтальном сечении vр =1,7 кг/м2 оС находим по таблице:
Тогда Fкф = 1,3 х 440,8 х 103 / 26,2 х 42,5 = 514,6 м3
И требуется установить 5 калориферов КСК4 - 11 с общей площадью 550 м2
При использовании в качестве греющего теплоносителя насыщенного водяного пара можно принять:
где tп = f(рп) - температура насыщенного пара,оС;
tкам = (t1 + t2)/2 - средняя температура воздуха в сушильной камере,оС.
D (кф) = 440,8 / 2100 х 74,5 = 0,0028 кг/с = 10,1 кг/ч ? 10 кг/ч
7. Определение расхода греющего пара
7.1 Часовой расход пара на камеру в процессе сушки для зимних условий
= (5366,7 + 1005,9) 250,08 · 1,2 / 2100 = 910,7 кг/ч
7.2 Расход пара на камеру периодического действия в период прогрева зимой, кг/ч
где Qнагр - расход тепла на камеру на начальный нагрев древесины зимой, кДж/ч
7.3 Расход тепла на камеру в период начального нагрева древесины зимой, кДж/ч
где Е = Г х ?.ф - емкость камеры, м3
?нагр - время нагрева,ч. ?нагр = 1,5 часа на каждый сантиметр толщины нагреваемого материала.
Q нагр = 156292 · 47,58 / 4,5 = 1652527,4 кДж/ч
Dкам пр = (1652527,4 + 1005,9 х 250,08) / 2100 = 906,7 кг/ч
7.4 Расчетный часовой расход пара на сушильный цех зимой (при условии прогрева материала в одной камере)
Dцех = Dкам.пр + (mкам-1) Dкам.суш = 906,7 + 3 х 910,7 = 3638,8 кг/ч
8. Расчет диаметров основных трубопроводов
Диаметры трубопроводов определяют из уравнения неразрывности:
а) для паровой магистрали к сушильному цеху:
где ?п = 0,85- удельный вес пара при t = 150 оС, кг/м3
wмаг - средняя(по расходу) скорость пара в магистральном трубопроводе, м/с
fмаг - площадь внутреннего поперечного сечения трубы, м2
Так как fмаг = ?d2маг/4 , то искомый внутренний диаметр, dмаг , м согласно уравнению будет равен :
dмаг = 0,0188 (Dцех / ?п wмаг )0,5 =0,0188 (3638,8 / 0,85 · 50)0,5 =0,17м=170 мм
б) требуемый внутренний диаметр подводящего к калориферу трубопровода, м
dк.ф = 0,0188 ( / ?п wк.ф )0,5 = 0,0188(910,7/0,85 · 20)0,5 = 0,137м
в) требуемый диаметр подводящего трубопровода к камере, мм
dкам =0,0188(Dкам.пр / ?п wкам )0,5= 0,0188(906,7/0,85· 50)0,5 = 0,087 м =100 мм
где wмаг = 50-60 м/с, wкам = 50 м/с, wк.ф. =20 м/с
9.1 Требуемая подача циркулирующего воздуха на один вентилятор, м3/с
Vсц1 = Vц / nа = 116784 / 3600 · 6 = 5,4 м3/с
где Vц - объемный расход циркулирующего в камере воздуха, м3/ч
nа - число устанавливаемых реверсивных осевых вентиляторов (n = 6).
9.2 Требуемый полный приведенный напор вентилятора, кг/м2
Hхар = hрасч ·1.2 / ? = 24,5 ·1,2/ 1,02 = 28,8 кг/м2
где ? = 1,02 - плотность циркулирующего воздуха при t1 = 71 оС, кг/м3
hрасч - суммарное расчетное сопротивление воздушного тракта по кольцу циркуляции (в работе примем hрасч = 240 Па = 24,5 кгс/м2)
По найденным величинам Vсц1 и Hхар подберем вентиляторы.
Устанавливаем, вентилятор №12 серии У-12 с углом 100 при n=850 об/мин. Который обеспечит требуемую производительность Vсц1 ? 1500 м3/ч и необходимый напор Н = 30 кг/м2, ? = 0,55
Итак, выбираем осевые вентиляторы серии У-12 №12 по 5 шт. на камеру.
9.3 Потребная мощность на привод вентилятора и выбор электродвигателя, кВт
Nвент = 1,05 х 5,4х24,5/1000х0,55х0,9 = 0,28 кВт
где ?в = 0,55 - КПД выбранного вентилятора, определяемый по его характеристике
Выбираем электродвигатель односкоростной типа АО-51-4, N = 4,5 кВт, n = 850 об/мин.
1. П.В. Соколов «Проектирование сушильных и нагревательных установок для древесины» «Лесная промышленность», М., 1965г.
2. П.Д. Лебедев, А.А. Щукин «Теплоиспользующие установки промышленных предприятий», изд. «Энергия», М., 1970г.
3.С.А. Рысин «Вентиляционные установки машиностроительных заводов», изд. «МАШГИЗ», М., 1961г.
Описание конструкции и принцип работы лесосушильной камеры. Технологический расчет проектируемого цеха. Определение числа камер, расхода тепла на испарение влаги из древесины, циркулирующего агента сушки. Расчет и выбор вентилятора и электродвигателя. курсовая работа [804,3 K], добавлен 23.04.2015
Характеристика участка сушки древесины. Планирование режима работы и производительности сушильного цеха. Технологический процесс изготовления изделий из пиломатериалов. Выпускаемая продукция и расчет производственной программы деревообрабатывающего цеха. курсовая работа [52,4 K], добавлен 18.01.2014
Физико-механические свойства вороха. Построение вариационных кривых. Составление схемы техпроцесса очистки семян. Расчет чистоты и потерь семян. Тепловой и аэродинамический расчет сушилки для зерна. Подбор вентилятора. Расчет экономической эффективности. курсовая работа [772,0 K], добавлен 05.04.2012
Проверка территории лесосырьевой базы по крутизне склонов. Объемы заготовок по сезонам. Разработка процесса лесосечных работ. Расчет трудозатрат и численности рабочих. Очистка лесосек от порубочных остатков. Технологический процесс заготовки древесины. курсовая работа [521,0 K], добавлен 18.12.2010
Описание сорбционного, контактного, радиационного и конвективного способов сушки зерна. Их достоинства и недостатки. Характеристика шахтных, барабанных и рециркуляционных зерносушилок. Температура нагрева зерна и семян продолжительность их сушки. реферат [1,0 M], добавлен 12.12.2012
Определение древесных пород и изучение особенностей их строения. Определение пороков древесины и степени ее поражения. Определение лесных сортиментов древесины, размеров и сорта для круглых лесоматериалов. Учёт круглых лесоматериалов и пиломатериалов. отчет по практике [1,5 M], добавлен 01.10.2008
Обоснование режима работы предприятия. Выбор технологии и машин для лесосечных работ. Форма организации труда, расчет состава бригады, мастерского участка. Обоснование и расчет лесовозного транспорта. Основные технико-экономические показатели предприятия. курсовая работа [523,9 K], добавлен 11.03.2010
Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д. PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах. Рекомендуем скачать работу .

© 2000 — 2021



Тепломассообменное оборудование лесозаготовительных предприятий курсовая работа. Сельское, лесное хозяйство и землепользование.
Демоверсия Контрольной Работы По Обществознанию 9
Сколько Примеров Нужно В Декабрьском Сочинение
Реферат На Тему Алгоритмы И Блок-Схемы
Курсовая работа по теме Интерполяция средствами MATLAB при решении инженерных задач
Политика и экономика как общественные явления, их взаимосвязь
Эссе Смысл И Цель Существования
Реферат по теме Роль местных бюджетов в развитии муниципальных образований
Свобода В Античной Философии Реферат
Мордкович 9 Класс Контрольные Работы Скачать
Онлайн Лабораторная Работа По Физике
Microsoft Office 2010
Сочинение По Картине Золотая Осень Остроухова 2
Основные Параметры Реферата
Реферат: Методические рекомендации федеральным учреждениям профессионального образования различных типов для перехода их в ау, примерный перечень (план) мероприятий по переходу в ау оглавление
Контрольная Работа На Тему Сельскохозяйственная Фитопатология
Курсовая работа по теме Язык UML как средство автоматизированных систем
Требования К Языковому Оформлению Реферата Аннотация Рецензия
Курсовая работа по теме Разработка информационной системы для магазина
Экономическая Безопасность Предприятия Диссертация
Менің Мамандығым Психолог Эссе
Теоритичні основи бухгалтерського обліку - Бухгалтерский учет и аудит шпаргалка
Виды инноваций по степени их новизны (радикальности) - Менеджмент и трудовые отношения курсовая работа
Раскрытие информации о расчетах по налогу на прибыль в бухгалтерской отчетности предприятия - Бухгалтерский учет и аудит курсовая работа