Перелік умовних позначень

ТЕХНОЛОГІЇ СУШІННЯ ТА ЗАХИСТУ ДЕРЕВИНИ

Затверджено

на засіданні кафедри системотехніки ітехнологій лісового комплексу

Протокол № від..201_ р.

Затверджено

на засіданні Методичної ради Науково–навчального інституту технічного сервісу ХНТУСГ імені Петра Василенка

Харків 2015

УДК 674.047

Шевченко С.А.

Технології сушіння та захисту деревини. Методичні вказівки до виконання контрольно-тестового завдання студентам очної, дистанційної і заочної форм навчання за напрямом 6.051801 “Деревооброблювальні технології”. – Х.: ХНТУСГ, 2015. – 38 с.

Рецензент:

Методические указания предназначены для приобретения навыков проектирования технологических процессов сушки пиломатериалов и заготовок в сушильных камерах периодического действия.

Для студентов высших учебных заведений лесотехнических и деревообрабатывающих специальностей.

© Шевченко С.А., 2015

© Харківський національний технічний університет сільського господарства імені Петра Василенка, 2015

Зміст

Перелік умовних позначень..................................................................... 3

Вступ........................................................................................................... 8

1 Мета контрольно-тестового завдання................................................. 8

2 Тематика контрольно-тестових завдань............................................. 9

3 Структура та зміст контрольно-тестового завдання......................... 9

4 Опис сушильної камери........................................................................ 9

5 Технологічний процес сушіння пиломатеріалів............................... 10

6 Розрахунок продуктивності та кількості су­шильних камер............ 10

6.1 Визначення тривалості сушіння та камерообороту....................... 10

6.2 Визначення кількості пиломатеріалів, що знаходяться в сушильній камері................................................................................................................. 12

6.3 Визначення продуктивності сушильної камери у фактичному та умовно­му матеріалі.......................................................................................... 13

6.4 Визначення кількості сушильних камер для заданої програ­ми сушіння............................................................................................................................. 14

7 Тепловий розрахунок конвективної сушильної камери періодичної дії............................................................................................................................. 15

7.1 Визначення маси вологи, яка випаровується із деревини в процесі сушіння.............................................................................................................. 15

7.2 Визначення параметрів агенту сушіння на вході в штабель........ 16

7.3 Визначення об'єму і маси циркулюючого повітря в сушильній камері............................................................................................................................. 17

7.4 Визначення витрат теплової енергії на процес сушіння............... 19

7.4.1 Складові витрат.............................................................................. 19

7.4.2 Визначення витрат енергії на початкове нагрівання деревини. 19

7.4.3 Визначення витрат енергії на випаровування вологи з деревини 20

7.4.4 Визначення витрат енергії через огородження........................... 21

7.5 Розрахунок теплообмінника сушильної камери................................

8 Визначення собівартості сушіння пиломатеріалів........................... 24

Список рекомендованої літератури...................................................... 25

Додаток А Довідкові матеріали............................................................ 26

Перелік умовних позначень

– коефіцієнт, який враховує початкову і кінцеву вологість пилома­теріалів;

– коефіцієнт, який враховує відношення довжини пиломатеріалів до їх товщини;

– коефіцієнт, який враховує категорію якості сушіння пиломатеріа­лів;

– коефіцієнт, який враховує категорію режиму сушіння;

– коефіцієнт, який враховує інтенсивність циркуляції повітря в ка­мері;

В – ширина штабеля, м;

– витрати на амортизацію, грн;

– теплоємність води, =4190 Дж/(кг∙ °С);

– середня питома теплоємність деревини для діапазону температур від середньорічної до кінцевої, Дж/(кг× °С);

– середня питома теплоємність деревини для мінусових температур, Дж/(кг× °С);

– середня питома теплоємність деревини для плюсових температур, Дж/(кг× °С);

– поправочний коефіцієнт, залежний від безрозмірної вологості та співвідношення товщини і ширини пиломатеріалу;

– вологовміст свіжого повітря, г/кг;

– вологовміст повітря на вході в штабель, г/кг;

– вологовміст повітря на виході зі штабеля, г/кг;

– тепломісткість свіжого повітря, =46× 10³ Дж/кг;

– тепломісткість повітря на вході в штабель, Дж/кг;

– живий перетин штабелів, м²;

– товщина пиломатеріалів, м;

Н –висота штабеля, м;

і – порядковий номер пиломатеріалу;

– кількість різновидів пиломатеріалів у виробничій програмі;

– перевідний коефіцієнт і-го фактичного матеріалу в умовний;

– коефіцієнт використання сушильної камери (0, 92).

– коефіцієнт запасу повітря.

– коефіцієнт, що враховує вартість транспортування, монтажу та пусконалагоджувальних робіт;

– коефіцієнт об'ємного всихання;

– коефіцієнт теплопередачі даного огородження, Вт/(м²∙ °С);

– коефіцієнт, що враховує вартість технічного обслуговування та ремонтних робіт;

L – довжина штабеля, м;

– маса свіжого повітря на 1 кг випаруваної воло­ги, кг;

– маса вологи, яка випаровується з 1 м³ пиломатеріалів, завантажених у камеру, кг;

– маса вологи, яка випаровується за один камерооборот, кг.

– маса циркулюючого повітря, яка потрібна для випаровування 1 кг вологи, кг/кг.

n – кількість штабелів у сушильній камері;

– необхідна кількість сушильних камер;

– кіль­кість камерооборотів за рік;

– кількість штабелів у ряді, розміщеному перпендикулярно до повітря­ного потоку;

– парціальний тиск водяної пари в повітрі на вході в штабель, Па;

– атмосферний тиск, Па.

– тиск насичення при температурі, відповідній даній ступені сушіння, Па;

– питомі витрати теплоти на випаровування вологи, Дж/кг;

– питома витрата теплової енергії на нагрівання пиломатеріалів в зимо­вих умовах, Дж/м³;

– витрати енергії на нагрівання деревини в зимових умовах, Дж;

– питома витрата теплоти на нагрівання пиломатеріалів у середньорічних умовах, Дж/м³;

– витрати енергії на нагрівання деревини в середньорічних умовах, Дж;

S – товщина пиломатеріалів, мм;

– площа кожного окремого огородження, м²;

– товщина прокладок, мм;

t₁ – температура повітря на вході в штабель, °С;

– температура повітря на виході зі штабеля, °С;

– кінцева (максимальна) температура нагрівання деревини, °С;

– середньорічна температура, °С;

– розрахунковий термін служби сушильної камери, років;

– температура деревини на початку нагрівання (розрахункова температура опалення), °С;

– температура деревини, яку приймають за температуру змо­ченого термометра відповідно режиму, °С.

– витрати теплоти на випаровування вологи із пиломатеріалів, Дж.

– потужність, необхідна для випаровування вологи, Вт.

– потужність теплових втрат через окреме огородження, Вт;

– сумарна потужність теплових втрат через всі огородження, Вт.

– енергія, яка витрачається через огородження, Дж;

– сумарні витрати енергії на сушіння в середньорічних умовах, Дж;

– сумарні витрати енергії на сушіння в зимових умовах, Дж.

– коефіцієнт, який враховує додаткові витрати теплоти;

– теплова потужність калориферів;

– густина води, кг/м³;

– теплоємність води, 4210 Дж/(кг× К);

– температура води на вході в сушильну камеру, 90-95°С;

– температура води на виході із сушильної камери, °С.

– температура середовища із зовнішньої сторони огородження, °С.

– температура середовища в сушильній камері, відповідно до режиму, °С;

– потік свіжого повітря, м³/с;

– приведений питомий об'єм свіжого повітря, м³/кг (0, 87 м³/кг).

– приведений питомий об'єм повітря на вході в штабель, м³/кг.

– потік відпрацьованого повітря, м³/с;

– приведений питомий об'єм відпрацьованого повітря, м³/кг.

– максимальна витрата гарячої води, м³/с;

– об’єм деревини, який завантажують у камеру, м³;

– швидкість циркуляції повітря через штабель м/с;

– потік повітря, м³/с;

– швидкість випаровування вологи при сушінні, кг/с.

– розрахункова швидкість випаровування вологи, кг/с;

– коефіцієнт вологопровідності, м²/с;

– кінцева вологість пиломатеріалів;

– вміст незамерзлої вологи в деревині, %;

– початкова вологість пиломатеріалів, %;

– рівноважна вологість пиломатеріалів;

– вологість точки насичення деревного волокна;

– коефіцієнт вологообміну, м/с;

– коефіцієнт теплообміну внутрішньої сторони огородження Вт/(м²∙ °С);

– коефіцієнт теплообміну зовнішньої сторони огородження, Вт/(м²∙ °С);

– товщина і-го шару огородження, м;

–коефіцієнт заповнення штабеля по висоті;

– повне об'ємне всихання деревини;

– табличне (вихідне) значення коефіцієнта об'ємного заповнення штабеля;

– фактичний коефіцієнт об'ємного заповнення штабеля.

– фактичний коефіцієнт об'ємного заповнення штабеля умовним матеріалом;

– густина повітря на вході в штабель, кг/м³;

– теплопровідність і-го шару огородження, Вт/(м∙ °С);

– питома теплота плавлення льоду, Дж/кг (335× 10³ Дж/кг);

– щільність деревини при початковій вологості, кг/м³;

– умовна (базова) щільність деревини (табл. А.6), кг/ м³;

– безрозмірна вологість;

– вихідна тривалість сушіння пиломатеріалів в камерах періодичної дії низькотемпературним режимом, годин;

– тривалість камерообороту, діб;

– тривалість камерообороту при сушінні умовного матеріалу, діб;

– тривалість допоміжних операцій, діб;

– тривалість сушіння, годин;

– насиченість водяної пари на вході в штабель;

– коефіцієнт нерівномірності сушіння;

Г – габаритний об’єм штабелів, м³;

– продуктивність сушильної камери у фактичному матеріалі, м³/рік;

– продуктивність сушильної камери дляумовного матеріалу, м³/рік;

У – об’єм умовного матеріалу, м³;

– об'ємне всихання пиломатеріалів;

– об’єм і-го фактичного матеріалу, м³;

– вартість сушильної камери, грн.

Вступ

Деревина є перспективним екологічно чистим і відновлюваним матеріалом, широко використовуваним у меблевих і столярних виробах, а також у домобудуванні. Сушіння деревини значно поліпшує її експлуатаційні властивості – стабілізує форму та розміри деталей, зменшує їх вагу, спрощує механічне оброблення, запобігає біологічним пошкодженням.

Перспективи розвитку технології сушіння і захисту деревини полягають у зменшенні витрат енергії та часу на сушіння, підвищенні якісних показників сушіння і, зокрема, зниженні втрат деревини внаслідок дефектів сушіння.

Подальше використання висушеної та захищеної деревини вивчатиметься в дисциплінах «Технологія клеєних матеріалів», «Технологія дерев'яного домобудування» та «Технологія меблевих виробів з елементами дизайну», «Технологія м'яких меблевих виробів»

Робота над контрольно-тестовим завданням передбачає творчий підхід до вирішення поставленої задачі, із широким використанням нормативних документів [2, 6], підручників і посібників [1, 3–5, 7-9], каталогів обладнання провідних фірм.

В основу методичних вказівок покладені теоретичні відомості, рекомендації та довідкові матеріали з [1, 3–5, 7=9], а також нормативні документів [2, 6].

Обчислення часових параметрів здійснюйте з точністю 0, 1 години, а теплотехнічних, енергетичних і економічних параметрів – з чотирма значущими цифрами