(完整版)木材干燥室的设计

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=

11?1???1??c?2?110.0030.0451???11.631620.02723.26?0.56 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，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?11.63×?0.99 W/(m2·℃)

t1-tout80?2.1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8.4m、宽2.0m、高4.4m。壳体的热损失按式Q2=х·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 内测墙 后端墙 前端墙 顶棚 地面 散热面积m2 к值t1 ℃ W/(m2·℃) 85 85 85 85 85 85 t2 ℃ Q2(kJ/h) 1 2 3 4 5 6 8.4*4.4=36.96 0.56 36.96 2.0*4.4=8.80 8.80 0.56 0.56 0.56 -12 15 -12 -12 -12 15 14455.20 10431.59 3441.71 3441.71 6570.54 1947.45 8.4*2.0=16.80 0.56 16.80 0.23 总计热损失为4.03×104kJ/h，附加10%热损，共计ΣQ2=4.43×104kJ/h。 以1㎏被蒸发水分为基准，壳体的单位热损失量为

5

Q?q2=

Wa2?4.43×104/50.94= 869.7 kJ/kg

(4)干燥过程中总的热消耗量：

q=（q0+q1+q2）·ζ=(0.91×103+2.44×103+869.7) ×1.2=5.06×103 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×(1.24×105+4.43×104)=2.01×105kJ/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 2 3 4 传热系数к [W/(m2·℃)] 23.54vr0.301 19.64vr0.409 19.46vr0.412 空气阻力△h(Pa) 12.16vr1.43 17.35vr1.55 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??2.01?105?1.2因此：Ae???39.11 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-I18.54?105?4.43?104?1.2??504.90㎏/h

2135（2）干燥期间内每小时的蒸汽消耗量为：

G1??1.24?105?4.43?104?1.2??78.83㎏/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

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G?n0?G0?n1?G1?5?504.90?9?78.83?3233.97㎏/h

（4）干燥1m3木料的平均蒸汽消耗量为：

Wvq3233.97?5.06?103G????1.2??412.74㎏/h

?Vt(I1-I1)18.57?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?3233.97??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

?1.27?Gmax1.27?504.90di???0.06m

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

di?1.27?G11.27?78.83??0.005m

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78.83kg，疏水器每小时最大排水量为78.83×3=236.49kg。据S19H—16热动力式疏水器的性能曲线，选用公称直径Dg20的S19H—16热动力疏水器。

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?1v122?0.5?0.83?11.29?26.43Pa

2其中?取0.5, v1?Ve81687.27??11.29m/s 22?D3.14?0.83600??mf3600??444式中D暂时取0.8;风机的台数暂时取4。

（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

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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。其余因各段

P?l??v2?Pa 长度及断面不同而需分别计算。公式为?h??F22

、

14

2段的阻力为

P2?l2??v217.6?0.80.83?2.67?h2??h14?2???Pa?2?0.02???0.08Pa

F228.4?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，风机至加热期间

的距离为0.8m。 5、11段的阻力为

P?l??v517.2?1.80.83?6.67?h5??h11??55?Pa?0.02???2.04Pa

F528.4?0.12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

1.8m。

（4）材堆的阻力

2?h8??8?8v8220.83?22?14??23.24MPa

2其中通过查表厚度为40mm，柴堆宽为1.8m时，?8为14左右，空气流速取2.0m/s （5）其他局部阻力

局部阻力包括4、6、10、12四段指教拐弯处及4、7段骤然缩小和9、12段骤然扩大的阻力。每部分均需计算，如下： 4段的拐弯阻力为：

?h4??4?1v4220.83?2.672?1.1??3.25Pa

24段的骤然缩小阻力为：

?h4??4?1v4220.83?6.672?0.22??4.07Pa

26段的拐弯阻力为：

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