木材干燥设计..

q0=

Q0?Vt?2.01×105×41.71/8508.84=985.29kJ/kg Wv(2)由木材每蒸发1㎏水分所消耗的热量

I-I1025.8-54?-4.1868×80=2.44×103 kJ/kg q1=100020?cwt=1000×

363?13d2?d0干燥室内每小时蒸发水分所消耗的热量 Q1=q1Wa=2.44×103×131.69=3.21×105kJ/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к

2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

11?110.0030.0451???11.631620.02723.26?0.56 W/(m2·℃)

к2=

?1???1??c?2当к2=0.56的情况下，干燥室内外的温度分别为80℃和-6℃时，干燥室内壁是否会出现凝结水，用以下方式检验

干燥室的地面混凝土加水泥抹光层，其传热系数约为0.23W/(m2·℃)。

к2≤?1t1-tc80-73?0.88 W/(m2·℃) ?11.63×

80?12.43t1-tout计算表明干燥室结构在保温性能方面的设计符合要求。 ②透过壳体各部分外表面的散热损失

干燥室壳体的热损失主要包括室顶、左右侧墙、前后端墙及地面的热损失。室顶

及干燥室的侧墙和端墙的材料及厚度相同，所以传热系数相同，均为0.56W/(m2·℃)。干燥室的前端设有大门，大门的材料和厚度与侧墙相同，因金属壳体的干燥室门的密封性好，所以讲门与前端墙一起计算热损失。根据干燥室的内部尺寸，可以确定干燥使得外形尺寸为长8.7m、宽4.3m、高4.1m。壳体的热损失按式Q2=χ·A·к·(t1-t外) ·Ψ·C (kJ/h)，其结果如下表：

序号 散热部分名称 外侧墙 内侧墙 后端墙 前端墙 顶棚 地面 散热面积m2 к值t1 ℃ W/(m2·℃) 0.56 0.56 85 85 85 85 85 85 t2 ℃ Q2(kJ/h) 1 2 3 4 5 6 9*4.1=36.9 36.9 -0.33 15 -0.33 -0.33 -0.33 15 12695.47 10414.66 6065.61 6065.61 13314.76 4486.10 4.3*4.1=17.63 0.56 17.63 9*4.3=38.7 38.7 0.56 0.56 0.23 总计热损失为5.30×104kJ/h，附加10%热损，共计ΣQ2=5.83×104kJ/h。 以1㎏被蒸发水分为基准，壳体的单位热损失量为 q2=

?QWa2?5.6883×104/131.69= 442.71kJ/kg

(4)干燥过程中总的热消耗量： q=（q0+q1+q2）·χ=(985.29+2.44×103+442.71) ×1.2=4.64×103 kJ/kg 4、加热器散热面积的确定

（1）平均每小时应有加热器供给的热量：

Q=μ（Q1+?Q2）=1.2×(3.21×105+5.83×104)=4.55×105kJ/h （2）干燥室内应具有的加热器散热表面积为：

Ae=

1??Q?кe?(tbh?t)(m2)

本干燥室采用IZGL—1型盘管加热器，该加热器形体轻巧，安装方便 ，散热面积较大，传热性能好，性能参数见表： 管盘数 传热系数к [W/(m2·℃)] 空气阻力△h(Pa) 2 23.54vr0.301 12.16vr1.43 3 19.64vr0.409 17.35vr1.55 4 19.46vr0.412 27.73vr1.51 采用3排管IZGL——1型盘管散热器，根据上表计算其传热系数к为： к=19.64vr0.409=19.64×2.220.409=27.19 W/(m2·℃ 其中：vr=v2·ρ1=2.67×0.83=2.22㎏/ m2·s

式中v2、ρ1为经过加热器前空气流速m·s和密度㎏/ m3 v2=

Vc81687.27??2.67m·s

3600?A23600?8.5式中：A2为风机间直线段与空气流速方向垂直段面积m2

Q??2.02?105?1.2因此：Ae???39.31 m2

?(ts?t)?27.19?(143?80)?3.6根据所选IZGL——1型盘管散热器的散热面积，在干燥室风机前后对称布置。 5、消耗蒸汽量及蒸汽管道直径的确定

（1）预热期间干燥室内每小时的蒸汽消耗量为

G0??????Q2Q0?I1-I1Q1??Q2?I1-I11.40?106?5.83?104?1.2??819.65㎏/h

2135（2）干燥期间内每小时的蒸汽消耗量为：

G1??3.21?105?5.83?104?1.2??213.19㎏/h

2135(3)若干燥车间由1/3的干燥室处于预热阶段，2/3处于干燥阶段，车间每小时的蒸汽消耗量为

G?n0?G0?n1?G1?3?819.65?5?213.15?3524.9㎏/h （4）干燥1m3木料的平均蒸汽消耗量为：

Wvq8508.84?4.63?103G????1.2??530.88㎏/h

?)Vt(I1-I141.71?2135(5)蒸汽主管与通向加热器的蒸汽管的最小直径为：

ds?1.27?Gmax1.27?3524.9??0.15m

3600??n?vs3600?2.1?25式中：Gmax与G相同，ρn为2.1㎏/m3，vs取25m/s。 任一间干燥室为蒸汽支管，其直径为

di??1.27?Gmax1.27?530.88??0.06m

3600??n?vs3600?2.1?25?的值与G0相同，式中：这是由于干燥室在预热是比正常干燥消耗的蒸汽量大。 Gmax（6）凝结水输送管的最小直径为

di?1.27?G11.27?213.19??0.009m

3600??co?vco3600?960?1（7）当蒸汽压为0.3MPa时，疏水器的入口压P1=0.3×0.9=0.27MPa，出口压力P2=0，△P=0.27MPa。每小时真气消耗量为212.35kg，疏水器每小时最大排水量为212.35×3=637.05kg。据S19H—16热动力式疏水器的性能曲线，选用公称直径Dg32的S19H—16热动力疏水器。(参考课本97页)

四、空气动力计算

干燥室空气循环过程中的阻力图如下

1→2→3→4→5→6→7→8→9→10→11→12→13→14→1

其中：1为轴流通风机，2、5、8、11、14为直线气道，3、13为加热器，4、6、10、12为直角弯道，7骤然缩小，9骤然扩大 各段干燥阻力如下： （1）1段风机壳的阻力 一段风机壳的阻力为： △h1=?1?1v1220.83?12.752?0.5??33.73Pa

2Vc138378.24??12.75m/s

?D23.14?0.823600??mf3600??644其中?取0.5, v1?式中D暂时取0.8;风机的台数暂时取6。

（2）加热器的阻力 3、13段为加热器，加热器的阻力△h根据加热器性能指标确定。本设计采用IZGL—1型盘管加热器，其阻力为： △h=17.35vr1.55

因进入3段加热器和13段加热器的空气的密度和速度都不同，因此阻力要分别计算。

3段的阻力为：△h3=17.35vr1.55=17.35×2.221.55=59.54Pa 13段的阻力为：△h13=17.35vr1.55=17.35×2.271.55=61.78Pa （3）断面固定的直线气道的阻力

断面固定的直线气道包括2、5、8、11、14段。其中8段按整体材堆阻力计算。

P?l??v2?Pa 其余因各段长度及断面不同而需分别计算。公式为?h??F22、14段的阻力为：

P2?l2??v219.8?1.20.83?2.672?h2??h14?2???Pa?2?0.02???0.32Pa

F228.9?12式中摩擦系数μ取0.02，根据风机和加热器的安装尺寸及干燥时内部尺寸，风机

至加热器的距离为1.2m。

2P5?l5??v511.6?1.50.83?6.672?h5???Pa?0.02???1.80Pa

F528.9?0.42式中摩擦系数μ取0.02，风机通道按材堆的高度一半加上材堆顶部距干燥间顶板

的距离共计1.5m。

2P5?l5??v511.6?1.50.85?6.672?h11???Pa?0.02???7.39Pa

F528.9?0.12（4）材堆的阻力

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