4.3.2 Расход теплоты на испарение влаги

Удельный расход теплоты на испарение 1 кг влаги рассчитываем для зимних и среднегодовых условий, используя формулу (4.13) [3] с. 26:

, кДж/кг, (4.14)

где I₀, d₀ – энтальпия и влагосодержание свежего воздуха, поступающего в сушильную камеру во время сушки, кДж/кг, г/кг;

c^’ – удельная теплоёмкость воды, кДж/(кг·⁰C);

t_м – температура смоченного термометра психрометра для режима сушки расчётного материала, ⁰C.

В данном случае камеры устанавливаются внутри отапливаемого помещения и воздух поступает в них из коридора управления, независимо от сезона. Значения энтальпии и влагосодержания принимаем :

– для зимних условий и для среднегодовых условий I₀= 46 кДж/кг, d₀ =10 г/кг.

Удельную теплоёмкость воды принимаем c^’=4,19 кДж/(кг·⁰C).

Температуру смоченного термометра психрометра определяем, используя таблицу 2.3.

t_м = t_c – ∆t = 80 – 11 = 69 ⁰C. (4.15)

кДж/кг;

Расход теплоты на испарение влаги из 1 м³ расчётного материала определяем для зимних и среднегодовых условий по формуле (4.14) [3] с. 27:

q_исп^’= q _исп·D₁ = 2588·184=476192 кДж/м³;

Расход теплоты в единицу времени на испарение влаги также рассчитываем для зимних и среднегодовых условий. При этом используем формулу (4.15) [3] с. 27:

Q _исп = q _исп ·D_р ==2588·0,068=175,9 кВт.

4.3.3 Тепловые потери через ограждения

Тепловые потери через ограждения сушилки в единицу времени определяем, используя формулу (4,16) [3] с. 27:

Q_огр = ∑F_i ·K_Тi ·(t_c – t₀) ·10^-3, кВт, (4.16)

где F_i – площадь ограждений определённого вида, м²;

K_Тi – коэффициент теплопередачи соответствующего вида ограждений, Вт/(м²·⁰C);

t_c – температура среды в камере, ⁰C;

t₀ – расчётная температура наружного по отношению к камере воздуха, ⁰C.

Коэффициент теплопередачи всех видов ограждений будем определять по формуле (4.17) [3] с. 28:

Вт/( м^{2 0}C), (4.17)

где α_в, α_н – коэффициенты теплообмена внутренних и наружных поверхностей ограждений, Вт/(м²·⁰C);

δ₁, δ₂… δ_n – толщина отдельных слоёв ограждений, м;

λ₁, λ₂… λ_n – коэффициенты теплопроводности материалов соответствующих слоёв ограждений, Вт/(м · ⁰C).

Для выполнения расчёта необходимо знать коэффициент теплопроводности всех материалов, из которых сделаны ограждения, а также толщину отдельных слоёв ограждений. Значения коэффициента теплопроводности определяем по приложению 9 [3] с. 95, толщину слоёв принимаем по рисунку 4.1.

Рис. 4.1. Конструкция элементов сушильной камеры:

а - стена камеры, б – панели дверей, в – перекрытие камеры.

2 –железобетон; 3 – теплоизоляционный материал; 4 – пенобетон; 5 – стеклоткань (δ=2 мм); 6 – рубероид (δ=8 мм); 7 - листовой алюминий (δ=1,0 мм); 8 – листовой асбест (δ=4 мм).

Коэффициент теплообмена внутренних поверхностей ограждений принимаем равным α_в=25 Вт/(м²·⁰C). В данном случае камеры устанавливаются вне помещения цеха, коэффициент теплообмена для всех видов ограждений принимаем равным α_н=9 Вт/(м²·⁰C). Значения коэффициента теплообмена также вносим в таблицу 4.2.

Таблица 4.2 - Расчёт коэффициента теплопередачи

Вид ограждений	Материал	Толщина слоя, мм	Коэффициент теплопроводности, Вт/(м·0C)	Коэффициент теплообмена поверхности, Вт/(м2·0C)
				внутренней	наружной
Боковая и торцовая стена	Пенобетон	300	0,290	25	9
	Железобетон	500	1,690
	Стеклоткань	2	0,061
Перекрытие	Рубероид	8	0,170
	Пенобетон	400	0,290
	Железобетон	200	1,690
	Стеклоткань	2	0,061
Дверь	Листовой асбест	4	0,22
	Листовой алюминий	2	240
	Стекловолокно	100	0,061

Рассчитываем коэффициент теплопередачи для всех видов ограждений:

– боковая и торцовая стена:

Вт/( м·⁰C);

– перекрытие:

Вт /( м·⁰C);

– дверь:

Вт/( м·⁰C).

Коэффициент теплопередачи пола принимаем равным половине коэффициента теплопередачи боковой стены, т.е.

K_т5 = 0,5·K_т1 = 0,5·0,66=0,33 Вт/( м²·⁰C). (4.18)

Расчёты показывают, что значения коэффициента теплопередачи всех видов ограждений не превышают 0,7 Вт/( м²·⁰C). Следовательно, камера в дополнительном утеплении не нуждается.

Температуру среды в камере принимаем равной средней температуре агента сушки на входе и выходе из штабеля t_с=78 ⁰C.

Расчётную температуру наружного воздуха по отношению к камере, установленной в помещения, принимаем как зимних условий, так и для среднегодовых условий t₀ = 20 ⁰C. При расчёте теплопотерь через пол наружную температуру принимают для зимних условий t₀ = 2 ⁰C, для среднегодовых – t₀ = 10 ⁰C.

Площадь ограждений сушильной камеры ССК-22А высчитываем, зная размеры внутреннего пространства камеры (рисунок 4.2.).

Рисунок 4.2. Эскиз внутреннего пространства камеры.

Площади ограждений сушильной камеры:

-боковая стена: S₁=4,6·4,6=21,16 м²;

-торцовая стена со стороны дверей: S₂=9,6·1,2=11,52 м²;

-торцовая стена S₃=9,6·4,6=44,16 м²;

-дверь: S₄=3,4·9,6=32,64 м²;

-перекрытие и пол: S₅= S₆=4,6·9,6=44,16 м²;

Всю информацию, необходимую для расчёта тепловых потерь, обобщаем в таблицу 4.3.

Таблица 4.3 - Тепловые потери через ограждения камеры

Наименование ограждений	Площадь, м2	Коэффициент теплопередачи, Вт/( м·0C)	Температура, 0C		Теплопотери, кВт
			средняя в камере	наружная	Qогр.i	Qогр.
Среднегодовые условия
Боковая стена	21,16	0,66	85,35	20	0,810	6,472
Торцовая стена со стороны дверей	11,52	0,66			0,443
Торцовая стена	44,16	0,66			1,691
Дверь	32,64	0,55			1,041
Перекрытие	44,16	0,59			1,512
Пол	44,16	0,33		10	0,975

Рассчитываем величину теплопотерь через все виды ограждений для зимних и среднегодовых условий:

– боковая стена:

Q ^сг_огр1 =21,16·0,66·(78 - 20) ·10^-3=0, 810 кВт

– торцовая стена со стороны дверей:

Q ^сг_огр2 =11,56·0,66·(78 - 20) ·10^-3=0,443 кВт

– торцовая стена:

Q^з_{огр 3} =44,16·0,66·(78 - 20) ·10^-3=1,691 кВт;

Q ^сг_огр3=44,16·0,66·(78 - 20) ·10^-3=1,691 кВт

– дверь:

Q ^сг_огр4 =32,64·0,55·(78 - 20) ·10^-3=1,041 кВт

– перекрытие:

Q ^сг_огр5=44,16·0,59·(78 - 20) ·10^-3=1,512 кВт

– пол:

Q ^сг_огр6=44,16·0,33·(78 - 10) ·10^-3=0,975 кВт

Суммарные тепловые потери через ограждения сушилки составят:

– для среднегодовых условий:

Q^сг_огр = ∑ Q^сг_{огр i} = 00,810+0,443+1,691+1,041+1,512+0,975 =6,472 кВт. (4.19)

Результаты расчётов вносим в таблицу 4.3.

Удельный расход теплоты на потери через ограждения в пересчёте на 1 кг испаряемой влаги определяем для зимних и среднегодовых условий по формуле (4.18) [3] с. 30:

кДж/кг;

кДж/кг.

В пересчёте на 1 м³ расчётных пиломатериалов по формуле (4.19) [3] с. 30, тепловые потери через ограждения составляют:

q_огр^’= q_огр·D₁, кДж/м³; (4.20)

q_огр^’сг= 167,3·184=30783,2 кДж/м³.