2. Расчетная часть

   1. Выбор расчетного материала и определение массы испаряемой влаги

Целью расчета является определение параметров сушильного агента на входе и выходе из штабеля, расхода теплоты на сушку, потребности в теплоносителе, осуществляется выбор конденсатоотводчика и определение расхода пара.

Для выполнения расчета выбирают расчетный матери­ал. За него принимают самые быстросохнущие доски (заготовки) из заданной спецификации. Выбор производят на основании резуль­татов расчета продолжительности сушки, выполненного в подразде­ле 1.4 (табл. 1.4).

Последовательно рассчитывают массу влаги, испаряемой из 1 м³ расчетного материала (D₁, кг/м³), массу влаги, испаряемой за время одного оборота камеры (D_o6, кг), и массу влаги, испаряемой в камере за 1 с (D_c, кг/с). При этом используют формулы:

, кг/м³; (2.1)

, кг; (2.2)

, кг/с, (2.3)

где ρ_Б – базисная плотность древесины расчётного материала, кг/м³; W_Н,W_К – начальная и конечная влажность древесины, %; Е – вместимость камеры, м³; τ_С – продолжительность сушки расчётного материала, ч.

Базисную плотность расчётного материала принимают по табл. 21. Вместимость камеры рассчитывают по формуле:

Е = E_ш·u, м³, (2.4)

где E_ш – вместимость штабеля, которая была рассчитана в разделе 1.5, м³ по формуле (1.27); u – количество штабелей в камере.

Продолжительность сушки расчётного материала вычисляют по формуле:

τ_С= τ_ц – (τ_нп + τ_квто+ τ_пвто), ч; (2.5)

Определяют расчётную массу испаряемой влаги по формуле:

D_р= D_с·k_н.с, кг/с, (2.6)

где k_н.с – коэффициент, учитывающий неравномерность скорости сушки. Его принимают в зависимости от конечной влажности древесины: при W_к =16-20% k_н.с=1,1; W_к =12-15% k_н.с=1,2; W_к < 12 % k_н.с=1,3.

2. Определение параметров сушильного агента на входе и выходе из штабеля

Температуру и относительную влажность φ₁ сушильного агента на входе в штабель принимают по второй ступени режима сушки расчетного материала (табл. 1.2). Используя эти данные, последовательно рассчитывают остальные параметры агента сушки на входе в штабель:

• парциальное давление водяного пара по формуле:

===> P_п= φ · P_н , Па; (2.7)

где Р_п - парциальное давление водяного пара в воздухе, Р_н - давление насыщенного водяного пара при заданной температуре, φ – относительная влажность воздуха.

Температуру и относительную влажность сушильного агента на входе в штабель принимают по второй ступени режима сушки расчётного материала. По таблице 24 находят давление насыщенного водяного пара при заданной температуре.

Т аблица 24 – Свойства насыщенного водяного пара в зависимости от температуры

―влагосодержание по формуле:

(2.8)

где Р_a – атмосферное давление, p_a=100000 Па.

―энтальпию по формуле:

(2.9)

• плотность по формуле:

( 2.10)

где Т- абсолютная температура агента сушки, К ( T= t + 273 , K).

―приведенный удельный объем сушильного агента по формуле:

_(2.11)

Перечисленные выше параметры сушильного агента могут быть определены по Id-диаграмме влажного воздуха. В этом случае в пояснительной записке приводят рисунок (ксерокопию) Id -диаграммы с указанием точки, соответствующей состоянию сушильно­го агента, и методики определения всех параметров (по аналогии с рис. 1)

Методика определения параметров сушильного агента по Id-диаграмме влажного воздуха

Определить параметры влажного воздуха можно графиче­ски, пользуясь Id-диаграммой (рис. 1). Она позволяет эко­номить время при выполнений инженерных расчетов, а также очень удобна при анализе процессов изменения состояния возду­ха, Id -диаграмма построена в косоугольной системе координат, благодаря чему область ненасыщенного воздуха занимает боль­шую часть ее площади. Для того чтобы облегчить работу с диа­граммой, угол между линиями d=const и I=const принят рав­ным 171⁰06', т. к. в этом случае расположение изотерм (линий I = const) на поле диаграммы близко к горизонтальному. Кроме уже упомянутых, на Id -диаграмме нанесены кривые линии по­стоянной относительной влажности (φ— const), а также семейст­ва прямых с постоянными значениями плотности (р = const) и приведенного удельного объема (v = const). С вертикальными линиями d=const совпадают линии постоянного парциального давления водяного пара (Р_п — const). За начало отсчета в диа­грамме принята точка О, в которой t =0°С, d = 0 г/кг и, следова­тельно, Id=О кДж/кг. Поле диаграммы ограничено следующими значениями перечисленных параметров: t = 120 ⁰С; d = 500 г/кг; I = 1400 кДж/кг.

К аждой точке на Id -диаграмме соответствует определенное состояние влажного воздуха. Чтобы найти нужную точку, надо знать, как минимум, два параметра воздуха, после чего остальные параметры легко определяются. На рис. 1 показано, как для со­стояния воздуха, характеризуемого точкой А, находят значения температуры, энтальпии, влагосодержания и парциального давления водяного пара. Величину относительной влажности, плотности и приведенного удельного объема определяют в зависимости от расположения точки А относительно двух смежных линий φ= const, v = const, р = const.

Рисунок 1— определение параметров влажного воздуха с помощью Id -диаграммы

_{Влагосодержание сушильного агента на выходе из штабеля} d₂, г/кг, определяют по формуле:

(2.12)

где M – масса циркулирующего агента сушки на 1 кг испаряемой влаги, кг/кг; d₁ - влагосодержание сушильного агента на входе в штабель, г/кг.

(2.13)

- приведенный удельный объем сушильного агента, м³/кг

Температуру агента сушки на выходе из штабеля определяют по формуле:

(2.14)

При этом учитывают, что эн­тальпия воздуха во время сушки не изменяется, т. е. I₂ = I₁. Плотность су­шильного агента после штабеля определяют по формуле:

(2.15)

где - давление пара в воздухе, выходящем из штабеля, Па; -- атмосферное давление равное 1·10⁵ Па; Т- абсолютная температура агента сушки, К ( T= t + 273 , K).

Давление пара в воздухе, выходящем из штабеля находят по формуле:

(2.16)

Приведенный удельный объем су­шильного агента после штабеля по формуле (2.11) данного пособия.

Результаты расчета параметров сушильного агента обобщают в табл. 2.1.

Таблица 2.1 - Параметры сушильного агента

Наименование параметров	Значения параметров
	на входе в штабель	на выходе из штабеля	среднее
Температура, 0C
Влагосодержание, г/кг
Энтальпия, кДж/кг
Плотность, кг/м3
Приведенный удельный объём, м3/кг