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10000m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

树种 杨木 刺柏 栓皮栎 油松 樟子松 铁杉

整边材 木材名称 厚度mm 40 40 40 40 40 40 4 60 9 长度m 初含水率W1(%) 终含水率W2（%） 数量m3 3

用途 2000 2000 1000 2000 2000 1000 家具及室内装饰材 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：

(40?40?40?40)?2000?(40?40)?1000mm=40mm

10000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βv=0.557

根据公式计算干燥室实际容积为：

S=

Va=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：

树 种 杨木 刺柏 栓皮栎 油松 樟子松 铁杉 平均干燥周期

厚 度 mm 40 40 40 40 40 40 202 172 504 172 172 202 干燥时间 h ?e??tV=?202?172?172?172??2000?(504?202)?1000=214h

10000?Vkkk

干燥室年周转次数f=

24?28024d?31.1次/年 =

?e??r214?2.44、确定需要的干燥室数 N=

?VkVa?f=

10000?8间

41.7?31.1三、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㎏/m3 , 初含水率W1为60%，终含水率W2为9%，干燥周期Tt为84h。计算的干燥介质参数：

d0?13g/kg，I0?54kJ/kg，v0?0.87m3/kgt1?85℃，?1?62%，d1?356g/kg，I1?1025.8kJ/kg V1=1.65m3/kg; ρ=0.83kg/m3;

；

t2?76℃，?2?90%，d2?363g/kg，I2?1025.8kJ/kg，v2?1.60m3/kg，?2?0.85kg/m3

用于干燥室热力计算的室容量

Vt=V·βv=m·l·b·h·βv=4×4×1.8×2.6×0.557=41.71 m3

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： Wv=?M1-M260-9?41.71?8508.84㎏/次 Vt=400×

100100平均每小时从干燥室内蒸发出来的水分量

Wh=

Wv8508.84?101.30㎏/h =

84Tt每小时水分蒸发量

Wa=Wh?x=101.30?1.3?131.69㎏/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=

10001000??2.86㎏/kg

d2?d0363?133

每小时输入干燥室的新鲜空气量

V0=Wa?g0·v0=131.69×2.86×0.87=327.67m/h 每小时输出干燥室的废气的体积

V2=Wa?g0·v2=131.69?2.86?1.6?602.61m3/h

材堆高度密度系数βh=

bb40?0.615 =

bs?hb25?40材堆迎风面空气通道的有效断面面积Ac=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

VC=3600·Ac ·vc·k=3600×2×16.016×1.2=138378.24 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t?t1?t2?80℃ 2室外冬季温度twc=0.4twc+0.6tch=-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1m3木材的热消耗量 Q10??b[(c0?cwMawM?Maw)(t?twc)?1(?citwc?ri?cwt)]?400×{(1.591+4.18681001005

3

×0.15) ×(80+7.59)+0.45×[-2.09×(-7.59）+334.9+4.1868×80]}=2.01×10kJ/m

预热期平均每小时的热消耗量

??=Q0Q0?Vt56

=2.01×10×41.71/(4×1.5)=1.40×10 kJ/h t0以1㎏被蒸发水分为基准，用于预热的单位热消耗量