干燥室的设计

周期式顶风机型空气干燥室的设计 一 设计条件一 设计条件 某家具厂每年必须干燥 10000m 3成材 要求的最终含水率 W 终 10 拟建木材干燥 车间 该厂有蒸汽设备 有电能供应 地下水位低于地面 1 2m 厂内运输轨距为 1m 建厂地点的气候条件 冬季最低温度为 0 年平均温度为 20 全年最冷月份平均温度为 10 全年被干材料的规格如下 树 种材 种 厚 度 mm 宽 度 mm 长 度 M 初含水率 终含水率 材 积 M3 板 材 30 110 4 80 10 4000 松 木 板 材 258028010 2000 水曲柳板 材 30 110 4 100 10 2000 云 杉板 材 50 110 4 90 10 2000 二 干燥室室数的设计二 干燥室室数的设计 干燥柴堆外形尺寸为 4m l 长度 2m b 宽度 2 5m h 高度 4 m 堆 干燥室的内部尺寸为 9m 长度 6m 宽度 4 2m 高度 1 容量 容量 采用 25mm 的隔 30 400025 200030 200050 2000 33mm 10000 S 平均厚度 条 可查表得到 根据公式 每间干燥室的容量0 51 容 3 m l b h4 2 2 5 4 0 5140 8mEV 外容容 2 周转次数 周转次数 厚 度宽 度干燥时间 树 种材 种 mmmmz 板 材 30110 130h 5 4 昼夜 松 木 板 材 2580 108h 4 5 昼夜 水曲柳 板 材 30110 168h 7 0 昼夜 云 杉 板 材 50110 246h 10 3 昼夜 平均干燥时 nn n 5 4 40004 5 20007 0 2000 10 3 2000 6 5 10000 Z V Z V 平均 昼夜 干燥室年周转次数 1 335335 50 6 50 1ZZ H 次 3 干燥室室数 干燥室室数 n 10000 m5 40 8 50 V EH 室 间 三 热力的计算三 热力的计算 一些基本的条件依据 参考 木材干燥 第七章第三节 采用厚度为 基本密度为 0 4t 30 400025 200030 200050 2000 33mm 10000 S 平均厚度 r基 为基准 3 mW平均初始 10 80 400080 2000 100 200090 2000 86 10000 W终了 计算的介质参数 3 000 d13g kg54kJ kgv0 87m kgI 1111 t8562 d356g kg1025 8kJ kgI 33 11 v1 60m kg0 83kg m 33 222222 t7690 d363g kg1025 8kJ kgv1 60m kg0 85kg mI 1 水分蒸发的计算水分蒸发的计算 86 10 1000 r1000 0 440 812403 2kg 100100 WW ME 平均初始终了 基室 一次周转 12403 2 79 5kg h 24 6 524 6 5 M 室 平均小时 M M79 5 1 295 4kg hX 校准平均小时 M 校准系数 2 新鲜空气与循环气量的确定 新鲜空气与循环气量的确定 蒸发 1kg 水分所需要的新鲜空气的量 0 20 10001000 g2 9kg kg dd363 13 每小时输入干燥室的新鲜空气量 3 000 VMgv95 4 2 9 0 87240 7m h 校准 每小时输出干燥室的废气的体积 3 02 VMgv95 4 2 9 1 60422 7m h 废气校准 V36001 23600 mh1FL 循环循推一柴堆长长度方向堆数高 1 2 33 3600mh13600 2 2 4 2 51 1 2 3325 S L S 平均厚度 循一柴堆长长度方向堆数 平均厚度隔条厚度 1 2 S 74483 3 m h 3 干燥过程中消耗热量的确定干燥过程中消耗热量的确定 室内平均温度 室外冬季温度 12 tt8576 t80 5 22 平均 t0 40 6t0 4 100 6 04t 冬计冷平最低 由于不考虑统计干燥成本 各项热消耗只按照冬季条件来计算 预热热消耗 3 i m 10001 5914 1868t 100 W 初始 平均冬季 预热 Q t 3 1000 0 41 591 4 1868 86 158864kJ m 80 5 4 平均每小时消耗的热量 33 mm 158864 40 8 1309424kJ h Zcm1 53 3 1 5 EE S 预热预热 预室 预热平均厚度 QQ Q 单位 kg 的水消耗的热量 3 m 158864 40 8 q510 5kJ kg 12697 6 E M 预热 预热 室 Q 蒸发木材水分消耗的热量 20 20 1025 854 q10004 186 t10004 186 80 52440kJ kg dd363 13 II 蒸发平均 室内每小时蒸发水分消耗的热量 qM2440 95 4232776kJ hQ 蒸发蒸发校准 透过室壳体的热损失 1 1 1kttcQF 外壳体壳体面积壳体 3 6 墙体墙体 外墙为一砖厚的墙 内墙为 100 120mm 厚的钢筋混凝0 814w 砖 2 m 土 内外墙之间为 100mm 厚的保温层 蛭石 1 546w 混 2 m 室内表面受热系数 室外的放热0 058w 保温 2 m11 63w 内 2 m 系数为 墙传热系23 26w 外 2 m 数 11 k0 45w 1110 250 100 101 11 630 8141 5460 05823 16 墙 外内 2 m 门体门体 用角钢做骨架 内外表面覆盖铝片 中间填充 120mm 的玻璃面板做保温层 门的传热系数 1 k0 45w 10 121 11 630 05823 26 门 2 m 顶棚顶棚 顶棚的主要结构为 100 120mm 的厚钢筋混凝土内层 140 厚的蛭石保温层 100mm 厚的空心楼板表面层 0 698w 室 2 m 顶棚传热系数 1 k0 36w 10 100 140 11 11 631 5420 0580 69823 26 顶棚 2 m 数值检验数值检验 且上述数据均符合上式 即壳 tt80 573 k11 631 14 tt80 54 1露点 壳体内 1冬计 体保温良好 透过壳体各部分的热损失透过壳体各部分的热损失 根据计算得到下 1 1 1kttcQF 外壳体壳体面积壳体 3 6 表 壳体外形为 9 9m 长度 6 9m 宽度 4 54m 高度 序 号 壳体 部分 F 壳体 平方米 k 壳 体 t1 t 外 Q 壳体 1 1 F 壳体 k 壳体 t1 t 外 c 3 6 1 外侧 墙 9 9 4 54 44 9 0 4 5 85412961 9 2 内侧 墙 9 9 4 54 44 9 0 4 5 851511201 7 3 后端 墙 6 9 4 54 31 3 0 4 5 8549035 8 4 门 2 5 2 9 2 14 5 0 4 5 8544185 9 5 前端 墙 31 3 14 5 16 8 0 4 5 8544849 5 6 顶棚 9 9 6 9 68 3 0 3 6 85415773 7 7 地面 9 9 6 9 2 33 6 0 2 3 8544957 7 总的 Q 62966 5 蒸发每千克水的壳体热损失 62966 5 q660kJ kg M95 4 Q 壳体 壳体 校准 干燥过程总热消耗 单位 kg 水蒸发的热总 1 q qqq C 干燥预热蒸发壳体 510 52440660 1 24332 6J kg 每小时干燥消耗的热量 6 1 Q QQQ 130942423277662966 5 1 21 93 10 kJ hC 干燥预热蒸发壳体 散热器面积及管长度的确定 散热器面积及管长度的确定 平均每小时加热器供给的热量 5 1 Q232776629671 23 55 10 kJ hQQC 加热器蒸发总壳体 每间干燥室应配备的加热器散热表面积为 5 22 Q3 55 101 2 F220m 30 94 143 80 5k tt C 加热器 散热器 平蒸汽平均 其中选取 SXL A 型盘管 选管排数为 1 质量流量为 4kg s 查表得到 k 值为 2 m 30 94 并选取散热器按 1 5 m 计算 2 m 所需散热器管的长度 2 2 F220m 147m 1 5m m L 散热器 每米散热管面积 选取 60 根这种加热管 每根长度为 2 5m 总长 L 60 2 5 150m 稍大于 147m 干燥室的两侧各放置 30 根加热管 装在加热器上 在现实安装中每一侧安装 30 根加热管 分成 3 个加热器小组 每个小组上安装 10 根长度为 2 5m 的加热管 消耗蒸汽量及蒸汽管道直径的确定 消耗蒸汽量及蒸汽管道直径的确定 预热期间 每小时消耗水蒸气的量 1 130942462967 D1 2771kJ h 2135 QQ C II 预热总壳体 预热室 汽凝 干燥期间室内每小时的蒸汽消耗量 1 23277662967 D1 2166kJ h 2135 QQ C II 蒸发总壳体 干燥室 汽凝 车间平均消耗水蒸汽量 假设有 2 个干燥室处于预热 3 个处于干燥期间 1 m 2 m 12 DmDmD 车间预热室干燥室 2 771 3 1662028kJ h 干燥 1 立方木材平均蒸汽消耗量 3 3 m q 4332 6 12697 6 40 8 D632kJ m 2135 ME II 干燥室 干 汽凝 蒸汽主管应不小于下面的数值 max 2040 d1 271 270 117m 36003600 2 1 25 D 汽汽 一间干燥室的蒸汽支管直径为 771 d1 270 072m 3600 2 1 25 支 一间干燥室的凝结管直径如下 D3166 3 d1 271 270 014m 36003600 960 1 干燥室 凝 水水 干燥室的疏水器确定 干燥室的疏水器确定 当蒸汽压为 0 3pa 时 每小时消耗的蒸汽为 158kg 12 p0 3 0 90 27pap0M 应选用疏水器最大排量为 166 3 498 选用公称直径kJ hp0 2700 27paM 为 g19 s16DH 25的热动力式疏水器 四 空气动力计算四 空气动力计算 干燥室空气动力循环如图 1 图 1 各段干燥阻力如下 1 段风机阻力段风机阻力 pa 22 22 2 0 85 9 8 h0 521 3 22 其中取 0 5 式中 D 暂时取 222 74483 10m s 0 83 14 3600n36004 44 V D 循环 0 8 n 为风机的台数暂时取 4 2 段段 加热器的阻力加热器的阻力 根据选用的加热器查表得 2 排 Vr 4 1 h70pa 6 9 段段 柴堆的阻力柴堆的阻力 22 44 4 0 83 2 h215249 8pa 22 堆 其中通过查表厚度为 3 3cm 柴堆宽为 2m 时 为 15 左右 w4 取 2m s 堆 其他局部阻力 其他局部阻力 有公式 2 h 2 3局部 局部 1 3 4 11 12 处 室内直角拐弯处 1 1 局部 2 0 83 4 6 h1 1219 3pa 2 其中 3 1 0 83kg m V74483 4 6m s 3600 f3600 0 5 9 循环 气道 按加热器至侧墙的距离 0 5m 和室长 9m 确定 2 9 10 段 2 0 83 3 28 h1 129 8pa 2 其中 3 1 0 85kg m V74483 3 28m s 3600 f3600 0 7 9 循环 气道 按柴堆至侧墙的距离 0 7m 和室长 9m 确定 3 5 8 段 气流缩小处 2 0 83 2 h0 220 66pa 2 其中 根据 f F 25 25 33 0 43 时 查得大概为 0 2 堆 2m s 循环 4 7 10 段 气流放大处 2 0 83 2 h0 3221 06pa 2 其中根据 f F 0 43 时查表得到大概值为 0 32 堆 总的室内循环阻力 hpa H 70 21 3 19 3 49 8 9 8 0 66 1 06172 五 通风机型的选择五 通风机型的选择 一台风机的风量 3 V74483 v18621m h n4 循环 风机 风机 风压规格 1 21 2 172249pa 0 83 HH 规 根据和选择风机 No 8 流量为 27365 全压力为 251p