木材干燥设计..

木材干燥学课程设计

设计名称：顶风机直联型空气干燥室

材艺院木材科学与工程专业

10级木2班第2组

指导老师：

设计人：

顶风机直联型空气干燥室

一、设计条件

设西安某一木材厂全年要干燥10000m3锯材，被干木料的树种，规格和用途如表所示：

表1：被干木材的树种、规格以及用途

济南地区年平均气温14.5℃，全年最冷月份平均气温-0.33℃，最低气温-12.43℃工厂有电力蒸汽供应。供气表压力为0.3-0.4MPa。

二、干燥室数量的计算

1、规定材堆和干燥室的尺寸

材堆的外形尺寸和堆数：长度（l）4.0m，宽度（b）1.8m，高度（h）2.6m，

堆数（m）4。

干燥室的内部尺寸：长度（l）8.6m，宽度（b）4.2m，高度（h）4.0m

（其中风机间高1m，垫条厚度0.1m）

2、计算一间干燥室的容量

按40mm厚的木料计算，堆垛采用25mm厚的隔条，则

全年被干燥木材的加权平均厚度S：

S=

10000

1000

40)

(40

2000

40)

40

40

(40⨯

+

+

⨯

+

+

+

mm=40mm

查课本表15-1，在“快速可循环”中的“整边板”一列中，对应40mm的行中，

查得β

v

=0.557

根据公式计算干燥室实际容积为：

V a=V·βv=m·l·b·h·βv=(4×4×1.8×2.6×0.557)m3=41.7 m3

3、确定干燥室全年周转次数f

参考课本表15.2，确定下列树种木材的干燥时间定额：

平均干燥周期

∑∑=

k

k k

e

V

V t τ

=()100001000)202504(2000172172172202⨯++⨯+++=214h

干燥室年周转次数f=

r ττ+e 24d =≈+⨯4

.2214280

2431.1次/年

4、确定需要的干燥室数 N=

f

V V

a k

⋅∑=

81

.317.4110000

≈⨯间

三、热力计算

一些基本的条件依据采用厚度为40mm 、基本密度ρ为400㎏/3m , 初含水率W 1为60%，终含水率W 2为9%，干燥周期T t 为84h 。计算的干燥介质参数：

3000d 13g /kg 54kJ /kg v 0.87m /kg

I ===，，；

1111t 8562%d 356g /kg 1025.8kJ /kg I ϕ====℃，，，

V 1=1.65m ³/kg; ρ=0.83kg/m ³;

33222222t 7690%d 363g /kg 1025.8kJ /kg v 1.60m /kg 0.85kg /m I ϕρ=≈==≈≈℃，，，，，

用于干燥室热力计算的室容量

V t =V ·βv =m ·l ·b ·h ·βv =4×4×1.8×2.6×0.557=41.71 m 3

1、 水分蒸发量的计算

干燥室在一次周转期间从室内材堆蒸发出来的全部水分量： W v =t 21100-V M M ρ

=400×84.850871.41100

9

-60=⨯㎏/次

平均每小时从干燥室内蒸发出来的水分量

W h =

t T W v =30.10184

8508.84

=㎏/h 每小时水分蒸发量

W a =x W h ⋅=69.1313.130.101=⨯㎏/h 2、新鲜空气量与循环空气量的确定 蒸发1kg 水分所需要的新鲜空气的量 g 0=

86.213

3631000

100002=-=-d d ㎏/kg

每小时输入干燥室的新鲜空气量

V 0=⋅a W g 0·v 0=131.69×2.86×0.87=327.67m 3/h 每小时输出干燥室的废气的体积

V 2=⋅a W g 0·v 2=61.6026.186.269.131=⨯⨯m 3/h

材堆高度密度系数βh =

b h b +s b b =615.040

2540

=+ 材堆迎风面空气通道的有效断面面积A c =m ·l ·h ·(1-βh )=4×4×2.6×(1-0.615)=16.016㎡

每小时在干燥室内的循环空气的体积

V C =3600·A c ·v c ·k=3600×2×16.016×1.2=138378.24 m 3/h 式中：v c 取2.0m/s 。

3、干燥过程中消耗热量的确定 室内平均温度802

t 2

1≈+=

t t ℃ 室外冬季温度t wc =0.4t wc+0.6t ch=-7.59℃

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： (1)预热的热消耗量：预热1m 3木材的热消耗量 Q ¹0=++--+-+=)](100

))(100[(10b t c r t c M M t t M c c w i wc i aw

wc aw w

ρ400×{(1.591+4.1868×0.15) ×(80+7.59)+0.45×[-2.09×(-7.59）+334.9+4.1868×80]}=2.01×105kJ/m 3

预热期平均每小时的热消耗量

Q ''=0

t

0V Q t ⋅=2.01×105×41.71/(4×1.5)=1.40×106 kJ/h 以1㎏被蒸发水分为基准，用于预热的单位热消耗量