木材干燥室的设计.doc

周期式顶风机型空气干燥室 设计说明书 学 院：材料科学与艺术设计学院 班 级：2009级木材科学与工程一班 学 号：090811415 设计者：边皓臣 日 期：2011年12月31日 周期式顶风机型空气干燥室的设计 一、设计条件 设南宁某一木材厂全年要干燥9000m3锯材，被干木料的树种，规格和用途如表所示： 树种 木材名称 厚度mm 长度mm 初含水率W1(%) 终含水率W2（%） 数量m3 用途 枫香 整边材 40 4 60 15.5 2000 家具材 东北榆木 30 2000 水曲柳 30 2000 银杏 40 1000 白桦 30 1000 柞木 30 1000 南宁地区年平均气温21.6℃，全年最冷月份平均气温12.8℃，最低气温—2.1℃ 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 材堆外形尺寸为：长度（l）4m，宽度（b）1.8m，高度（h）2.6m，堆（m）2。 干燥室的内部尺寸：长度8.4m（l），宽度2.6m（b），高度4.1m（h）（其中风机间高1m） 2、计算一间干燥室的容量 按30mm厚的木料计算，堆垛采用25mm厚的隔条，则 =mm=33mm 查表15-1，在“快速可循环”中的“整边板”一列中，对应30—35mm的行中，查得βv=0.510 根据公式得 Va=V·βv=m·l·b·h·βv=(2×4×1.8×2.6×0.510)m3=19.1 m3 3、确定干燥室全年周转次数f 树 种 厚 度 干燥时间 mm h 枫香 40 202 东北榆木 30 142 水曲柳 30 168 银杏 40 202 白桦 30 142 柞木 30 335 平均干燥周期==189.2h 干燥室年周转次数f==35.1次/年 4、确定需要的干燥室数 N==间 三、热力计算 一些基本的条件依据采用厚度为30mm、基本密度ρ为400㎏/ , 初含水率W1为60%，终含水率W2为15.5%，干燥周期Tt为84h。计算的介质参数：；; 用于干燥室热力计算的室容量 Vt=V·βv=m·l·b·h·βv=2×4×1.8×2.6×0.496=18.57 m3 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： Wv==400×㎏/次 清军每小时从干燥室内蒸发出来的水分量 Wh==㎏/h 每小时水分蒸发量 Wv==㎏/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 g0=㎏/kg 每小时输入干燥室的新鲜空气量 V0=g0·v0=m3/h 每小时输出干燥室的废气的体积 V2=g0·v2=m3/h 材堆高度密度系数βb== 材堆迎风面空气通道的有效断面面积Ac=m·l·h·(1-βh)=2×4×2.6×(1-0.545)=9.45 每小时在干燥室内的循环空气的体积 VC=3600·Ac ·vc·k=3600×2×9.45×1.2=81687.27 m3/h 式中：vc取2.0m/s。 3、干燥过程中消耗热量的确定 室内平均温度℃ 室外冬季温度twc=12.8℃ 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1m3木材的热消耗量 400×[(1.591+4.1868×0.15) ×(80-12.8)+0.45×(-2.09×12.8+334.9+4.1868×80)]=1.75×105kJ/m3 预热期平均每小时的热消耗量 ==1.75×105×18.57/(3×1.5)=7.22×105 kJ/h 以1㎏被蒸发水分为基准，用于预热的单位热消耗量 q0=1.75×105×18.57/3565.49=0.91×103kJ/kg (2)由木材每蒸发1㎏水分所消耗的热量 q1==1000×-4.1868×80=2.44×103 kJ/kg 干燥室内每小时蒸发水分所消耗的热量 Q1=q1Wa=2.44×50.94=1.24×105kJ/h (3)透过干燥室壳体的热损失 ①干燥室的壳体结构金额传热系数к2值 干燥室壳体为内外0.0015m的铝合金，中间添加0.045m的硬质聚氨酯泡沫板结构，铝合金的导热系数为162W/(m2·℃), 硬质聚氨酯泡沫板的导热系数为0.027W/(m2·℃)，干燥室内表面的换热系数为α1=11.63 W/(m2·℃)，外表面的换热系数为α2=23.26 W/(m2·℃)。 壳体的传热系数 к2= W/(m2·℃) 当к2=0.56的情况下，干燥室内外的温度分别为80℃和-2.1℃时，干燥室内壁是否会出现凝结水，