Курсовая работа (т): Разработка проекта лесосушильного участка на базе сушильных камер CM 3000 90

Рис. 4.3 - Паровая модель компактного калорифера

.5.2 Выбор места установки и компоновка калориферов

Выполняем расчет компактных паровых калориферов КП4-СК. Их установка планируется в циркуляционном канале камеры между горизонтальным экраном и потолком. Размеры поперечного сечения этого канала составляют 9,7 х 1,1 м. Паровые калориферы следует устанавливать с вертикальным расположением нагревательных трубок. Для того чтобы это было возможно, высота калорифера должна быть меньше высоты циркуляционного канала, т.е. А3<1100 мм. Согласно приложению 11 [1] стр. 97 это условие выполняется для калориферов № 6-9 все они имеют ширину Б2 = 575 мм. Таким образом, по ширине циркуляционного канала может поместиться следующее количество калориферов:

В циркуляционном канале может поместиться калориферов

nk = 9700/575 = 16,9≈ 16 шт.

Учитывая, что в камере установлено 6 вентиляторов принимаем количество калориферов nk = 12, кратное количеству вентиляторов.

Вычерчиваем схему поперечного сечения циркуляционного канала и предполагаемую компоновку в нем калориферов (рисунок 4.5).

Рисунок 4.5 - Поперечное сечение канала для установки калориферов КП4-СК

Принимаем для установки калориферы № 8. Согласно приложению 11 [1], площадь их фронтального сечения составляет fфр = 0,392.

По формуле 4.35 [1] стр. 37 рассчитываем массовую скорость сушильного агента во фронтальном сечении калорифера

кг/(м2·с): (4.42)

(ω·ρ)фр = ω фр·ρ1= (V·ρ1)/(ƒфр·nк) = (32,2·0,99)/(0,392·12) = 6,78 кг/(м2·с)

где ƒфр - площадь фронтального сечения компактного калорифера, м2;

nк - количество калориферов в сечении, шт;

.5.3 Расчет тепловой мощности калориферов

Тепловую мощность калориферов, установленных в сушильной камере, Qу, кВт, рассчитаем по формуле

Qу = (Кк·F·∆tср)/(1000·С3), (4.43)

где Кк - коэффициент теплопередачи калорифера, Вт/(м2·°С);

F - площадь поверхности нагрева калорифера, м2;

∆tср - средний температурный напор калорифера, °С;

С3 - коэффициент, учитывающий загрязнение поверхности нагревательных трубок калорифера.

Определяем необходимые для этого параметры. Коэффициент теплопередачи паровых калориферов принимаем по приложению 15 [1] с. 99 с учетом номера калорифера и величины массовой скорости сушильного агента в его фронтальном сечении Кк = 58,5 Вт/(м2·°С).

Площадь поверхности нагрева шести паровых калориферов рассчитаем по формуле:

F = ƒк·nк (4.44)

F = 58,5·12 = 702 м2

По условию задачи в качестве теплоносителя планируется использовать насыщенный пар с давлением рн= 0,30 МПа.

По табл. 2 приложения [2] стр. 212 определяем, что этому давлению соответствует температура насыщения tн= 133,54 °С .

Средний температурный напор паровых калориферов определяем по формуле:

∆tср = tн- 0,5 · (t1+ t2) , °С (4.45)

где t1, t2 - температура агента сушки на входе в штабель и на выходе из него соответственно, °С;

tн - температура насыщенного пара, °С.

∆tср =133,54- 0,5 · (61 +54) = 76,04 °С

Приняв значение коэффициента, учитывающего загрязнение калориферов,

С3 = 1,2.

Qу = (58,5 · 702 ·76,04)/(1000·1,2) = 2602,3 кВт

Определим тепловую нагрузку на калориферы во время сушки пиломатериалов Qк, кВт, в зимних условиях:

к = (Qисп + 1,5 × Qогр) × Сп (4.46)

где Сп - коэффициент неучтенного расхода теплоты на сушку (Сп = 1,1-1,3).к = (295,8+ 1,5×7,22) × 1,2 = 368 кВт

Проведя сравнение Qу и Qк, видим что выполняется условие Qу > Qк, (2602,3>368) следовательно калориферы обеспечивают соблюдение выбранных режимов сушки и требуемую производительность сушильных камер.

5. Разработка технологического процесса

.1 План сушильного цеха

Сушильный цех представляет собой не отапливаемое помещение, длина сушильного цеха составляет 54 м, ширина - 30 м. Общая площадь здания равна 1620м².

В сушильном цеху установлено 5 сушильных камер CM 3000 90. В цеху помимо участка сушильных камер расположены: склады сухих и сырых пиломатериалов, склад сырых пиломатериалов рассчитан на 10 сушильных штабелей, склад сухих на 20. Рядом со складами сырых и сухих пиломатериалов располагается площадка для формирования и разборки сушильных пакетов. Также в цеху расположены лаборатория и блокуправления.

.2 Организация технологического процесса

Доставка пиломатериалов к месту формирования штабелей осуществляется в плотных пакетах автопогрузчиком. Для формирования и разборки штабелей также применяем автопогрузчик.

Автопогрузчик подъезжает к плотному пакету пиломатериалов, захватывает его платформой (когтями) и подвозит к месту формирования пакетов. Рабочие перекладывают пиломатериалы из плотного пакета на прокладки и формируют один за другим ряды пакета (для пакетного штабеля).

Пакеты формируют без шпаций стандартными размерами 4,5×1,2×1,1 м.

После того, как пакет сформирован, автопогрузчик формирует пакетный штабель с помощью рабочих, которые укладывают межпакетные прокладки (толщина межпакетных прокладок 75мм). Автопогрузчик перевозит пакеты на склад сырых пиломатериалов, тем самым формируя штабель, где осуществляется их выдержка.

Перед началом сушки камеру и ее оборудование (особенно калориферы) необходимо очистить от пыли и мусора, смазать подшипники вентиляторов, проверить исправность всех деталей.

Для загрузки и выгрузки сушильных камер применяют автопогрузчик. Он движется вдоль фронта сушильных камер по проезду. Сырой пакет захватывается автопогрузчиком, и он с пакетом перемещается вдоль фронта камер и останавливается напротив камеры, подлежащей загрузке. После этого пакет перемещают с платформы в камеру.

Автопогрузчик совершает эти действия до тех пор, пока штабель не будет сформирован. Из камеры пакетный штабель выгружают в обратном порядке, и высушенные пиломатериалы перемещают на склад сухих пиломатериалов. На складе сухих пиломатериалов осуществляется их охлаждение и выдержка. Разборка штабелей происходит на площадке для разборки штабеля таким же способом, как и формирование штабелей.

.3 Контроль технологического процесса

Контроль качества - важная составляющая технологического процесса, целью которой является предотвращение выпуска бракованной продукции, не соответствующей требованиям нормативно-технической документации.

Древесина, выпускаемая из сушилки, должна соответствовать своему назначению. Так как назначение древесины может быть различным, различны и требования к качеству сушки.

Качество сушки характеризуется рядом показателей, основными из которых являются:

1.     наличие или отсутствие видимых дефектов;

2.     средняя влажность высушенной древесины;

3.       равномерность влажности древесины;

.        перепад влажности по толщине сортиментов;

.        наличие остаточных внутренних напряжений.

Видимые дефекты сушки. К видимым дефектам относятся трещины и покоробленость. Встречаются следующие виды трещин: наружные, внутренние, торцовые и радиальные.

Наружные трещины образуются в материале в начальный период сушки. Причина появления наружных трещин - неправильно выбранный режим сушки (слишком жесткий).

Внутренние трещины образуются в конце процесса сушки, когда растягивающие напряжения испытывают внутренние слои сортиментов. Для предупреждения их необходимо соблюдение правильного режима сушки.

Торцовые трещины обусловлены слишком быстрой сушкой торцов.

Основными способами борьбы с торцовыми трещинами являются:

1.       замазывание торцов сортиментов масляной краской;

2.       применение торцезащитных экранов.

Радиальные трещины возникают при сушке круглых лесоматериалов, а также пиломатериалов содержащих сердцевинную трубку. Причиной возникновения является различная усушка в радиальном и тангенциальном направлениях.

Покоробленость возникает из-за различной усушки в радиальном и тангенциальном направлениях. Особенно короблению подвержены доски тангенциальной распиловки. Для предупреждения коробления доски должны сушиться в состоянии фиксации их плоской формы, т.е. под давлением.

Контроль внутренних напряжений преследует следующие цели:

1.  установление характера и примерной величины внутренних напряжений в древесине;

2.       установление величины остаточных деформаций и остаточных внутренних напряжений в древесине;

.        определение характера распределения влаги по толщине пиломатериала.

Производственный контроль напряжений осуществляют выпиловкой из материала специальных проб - силовых секций. Силовая секция раскраивается в виде двузубой гребенки с выкалыванием серединки (рисунок 5.1).

Рисунок 5.1 - Схема раскроя силовой секции

Сразу после выпиливания зубцы силовой секции могут изогнуться в ту или иную сторону. Возможные деформации силовой секции показаны на рисунке 5.2.

Рисунок 5.2 - Возможные деформации силовой секции

По форме секции можно установить характер внутренних напряжений, а по величине деформации - судить и об их сравнительной величине.

Если зубцы секции изгибаются наружу, значит, в материале имеются растягивающие напряжения в наружных и сжимающие во внутренних слоях. Изгиб зубцов внутрь говорит о том, что наружные слои испытывают сжимающие напряжения, а внутренние - растягивающие. Отсутствие деформации зубцов говорит об отсутствии внутренних напряжений в древесине.

Для того чтобы оценить величину остаточной деформации древесины, а значит и величину остаточных напряжений (внутренних), надо добиться установления равномерности влажности по всему объему силовых секций, для этого выдерживавают силовую секцию при комнатной температуре 7-8 часов или при температуре 1000С 1,5-2 часа. Если после выдержки секция имеет внешний вид (3), то в древесине нет остаточных напряжений. Если секция после выдержки имеет вид (2) - это значит, что в материале имеются остаточные деформации удлинения на поверхности и деформации укорочения во внутренних слоях. Такой вид образца говорит о том, что древесина не прошла влаготеплообработки. Если секция приобрела форму (1) - в материале имеются остаточные деформации укорочения на поверхности и удлинения внутри. Такая форма секции говорит о излишней влоготеплообработки в конце.

Контроль влажности. В технике существует много способов определения влажности материалов. Они делятся на две группы: прямые способы, при которых непосредственно измеряются масса или объем воды, и косвенные способы, при которых измеряются показатели каких-либо свойств материала, зависящих от влажности.

В зависимости от перечисленных показателей качества высушенной древесины установлены четыре категории качества сушки.

Первая категория - сушка пиломатериала проведена до эксплуатационной влажности, обеспечивающая особо точную механическую обработку и сборку деталей и узлов наиболее квалифицированных изделий.

Вторая категория - сушка до эксплуатационной влажности, обеспечивающая точную механическую обработку и сборку деталей и узлов наиболее квалифицированных изделий.

Третья категория - сушка до эксплуатационной влажности для менее квалифицированных изделий деревообработки.

Нулевая категория - сушка товарных пиломатериалов до транспортной влажности.

Контроль технологического процесса сушки пиломатериалов приведён в таблице 5.1.

Таблица 5.1 - Контроль технологического процесса сушки пиломатериалов

Заключение

Разработан проект лесосушильного участка для сушки сосновых пиломатериалов в количестве 18360 м3 в год назначением для производства деревянных клееных несущих конструкций. Предполагаемое место строительства - Могилевская область. Цех размещен внутри неотапливаемого помещения.

К установке предложено 5 лесосушильных камер СМ 3000 90. Производительность каждой из них составляет 4100м3 в год условного материала. Формирование и разборка штабелей осуществляется при помощи автопогрузчика из пакетов. Пакеты собираются и разбираются вручную на специально организованных рабочих местах. Для транспортировки штабелей в камеру используется автопогрузчик. Камеры оснащены компактными калориферами КП4-СК № 8. Количество калориферов - 12 шт, теплоносителем является пар с температурой 133,54°С. Годовая потребность цеха в теплоносителе - 14749,4 т/год.

сушильный камера влаготеплообработка древесина

Список использованных источников

1.     Снопков В.Б. Гидротермическая обработка и защита древесины. Курсовое и дипломное проектирование. - Минск: БГТУ, 2007. - 110 с.

2.       Снопков В.Б. Гидротермическая обработка и защита древесины. Примеры и задачи. - Минск: БГТУ, 2005. - 240 с.

.        Серговский П.С. Гидротермическая обработка и консервирование древесины. - М.: Лесная пром-сть, 1987. - 360 с.

.        Кречетов И.В. Сушка и защита древесины: Учебник для техникумов. - М.: Лесн. Пром-сть, 1987 - 328с.

.        Расев А.И. Сушка древесины: Учеб. Для ПТУ. - М.: Высш. Шк., 1990.-224с.