木材干燥设计Word文件下载.docx
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厚度
mm
干燥时间
h
杨木
40
202
刺柏
172
栓皮栋
504
油松
樟子松
铁杉
平均干燥周期
e
干燥室年周转次数f=f=24280:
-31.1次/年讥+Tr214+2.4
4、确定需要的干燥室数
“ZVk10000c茴
N=-=8间
Vaf41.731.1
三、热力计算
一些基本的条件依据采用厚度为40mm、基本密度p为400kg/m3,初含水率W为60%,终含水率WW为9%,干燥周期Tt为84h。
计算的干燥介质参数：
3
d0=13g/kg,l0=54kJ/kg,v0=0.87m/kg；
1=85C,1-62%,d1=356g/kg,I^1025.8kJ/kg
V仁1.65m3/kg;
p=0.83kg/m3;
t2=76C,290%,d2=363g/kg,I^1025.8kJ/kg,V21.60m/kg,'
0.85kg/m
用于干燥室热力计算的室容量
Vt=V-Bv=m-l•b•h•Bv=4X4X1.8x2.6x0.557=41.71m
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：
M1-M260-9
Wv=12Vt=400x41.71=8508.84kg/次
100100
平均每小时从干燥室内蒸发出来的水分量
每小时水分蒸发量
Wa=Whx=101.301.3=131.69kg/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
=2.86k/kg
每小时输入干燥室的新鲜空气量
Vo=Wag0•V0=131.69X2.86X0.87=327.67m/h
每小时输出干燥室的废气的体积
V2=Wag0•v2=131.692.861.6=602.61m/h
材堆高度密度系数bh=bSbbK；
=254040=0.615
材堆迎风面空气通道的有效断面面积Ac=m•l•h•（1-Bh）=4x4x2.6x
（1-0.615）=16.016m2
每小时在干燥室内的循环空气的体积
VC=3600•Ac•Vc•k=3600X2X16.016X1.2=138378.24m3/h
式中：
Vc取2.0m/s。
3、干燥过程中消耗热量的确定
t亠t
室内平均温度t二一2:
80C
2
室外冬季温度twc=0.4twc+0.6tch=-7.59°
C
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
Qor'
bKc。
-cwMjw）（^twc）M1_Maw（_CitwcriCwt）]=400X{（1.591+4.1868
53
X0.15）X（80+7.59）+0.45x[-2.09x（-7.59）+334.9+4.1868X80]}=2.01x105kJ/m3预热期平均每小时的热消耗量
q0=QqVt=2.01X105X41.71/（4X1.5）=1.40X106kJ/h
t0
以1kg被蒸发水分为基准，用于预热的单位热消耗量
qo=Qo'
t=2.01X105X41.71/8508.84=985.29kJ/kg
Wv
（2）由木材每蒸发1kg水分所消耗的热量
丨2-10-1025.8-543
qi=1000」--Cwt=1000X-4.1868X80=2.44X10kJ/kg
d2-d。
363-13
干燥室内每小时蒸发水分所消耗的热量
Q1=q1Wa=2.44X103X131.69=3.21X105kJ/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K2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「C）,硬质聚氨酯泡沫板的导热系数为
0.027W/（m2「C），干燥室内表面的换热系数为a1=11.63W/（m2•C），外表面的换热系数为a2=23.26W/（m2•C）。
壳体的传热系数
1
10.0030.0451
11.631620.02723.26
当k2=0.56的情况下，干燥室内外的温度分别为80C和-6C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•C）。
—fh-tc80-73ccc2—、
k2w111.63X0.88W/（m•C）
t1-tout80+12.43
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•C）。
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=x•A•k•（t1-t外）•W•C（kJ/h），其结果如下表：
序号
散热部分名称
散热面积m2
K值
W/（m2•C）
t1C
t2C
Q2（kJ/h）
1
外侧墙
9*4.1=36.9
0.56
85
-0.33
12695.47
内侧墙
36.9
15
10414.66
后端墙
4.3*4.1=17.63
6065.61
4
前端墙
17.63
5
顶棚
9*4.3=38.7
13314.76
6
地面
38.7
0.23
4486.10
总计热损失为5.30Xl04kJ/h，附加10%热损，共计艺Q2=5.83Xl04kJ/h
q2=
、、Q2
"
WT
以1kg被蒸发水分为基准，壳体的单位热损失量为
-5.6883X104/131.69=442.71kJ/kg
⑷干燥过程中总的热消耗量：
33
q=（q0+qi+q2）•x=（985.29+2.44X103+442.71）X1.2=4.64X103kJ/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：
545
Q=u（Q1+7Q2）=1.2X（3.21X105+5.83X104）=4.55X105kJ/h
（2）
干燥室内应具有的加热器散热表面积为:
Ae=1—^
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k[W/（m2•C）]
空气阻力厶h（Pa）
CCL,0.301
23.54vr
“1.43
12.16vr
0.409
19.64vr
17.35vr1.55
0412
19.46vr
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k为:
k=19.64w0.409=19.64X2.220.409=27.19W/（m2「C
其中：
Vr=v2・P1=2.67X0.83=2.22kg/m2•s
式中V2、p1为经过加热器前空气流速m•s和密度kg/m3
A2为风机间直线段与空气流速方向垂直段面积m2
因此：
代=Q2.02105「2:
.39.31m2
■.（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
3^22=1.2「401065.83104I1-I1
干燥期间内每小时的蒸汽消耗量为:
G1
=213.19kg/h
（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二n0G05G1=3819.655213.15=3524.9kg/h
（4）干燥1m3木料的平均蒸汽消耗量为:
-530.88kg/h
WVq8508.844.6310
G1.2
Vt（l1-I；
）41.717135
⑸蒸汽主管与通向加热器的蒸汽管的最小直径为:
1.27Gmax
；
3600「Vs
Gmax与G相同，Pn为2.1kg/m[Vs取25m/s。
任一间干燥室为蒸汽支管，其直径为
Gmax的值与G。
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。
（6）凝结水输送管的最小直径为
d_1.27G
3600亠Vc。
1.27213.19
\36009601
0.009m
（7）当蒸汽压为0.3MPa时，疏水器的入口压P1=0.3X0.9=0.27MPa,出口压力P2=0，AP=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212.35X3=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—2f3—4—5—6—7—8—9—10—11—12—13—14—1
1为轴流通风机，2、5、8、11、14为直线气道，3、13为加热器，4、&
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：
“50・83任75'
3.73Pa
其中取0.5,
3.140.8
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，加热器的阻力厶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：
△
13段的阻力为：
155155
h3=17.35vr.=17.35X2.22.=59.54Pa
h13=17.35vr1.55=17.35X2.271.55=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、&
11、14段。
其中8段按整体材堆阻力计算
2、14段的阻力为:
—P
汕2二*4=2——
22
2v219.81.20.832.672
-「Pa=20.020.32Pa
F228.91
式中摩擦系数卩取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。
式中摩擦系数卩取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。
c22
二7.39Pa
:
V511.61.50.856.672
—Pa=0.02-
（4）材堆的阻力
-22
.：
h8=140.83=23.24MPa
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
10、12四段指教拐弯处及4、7段骤然缩小和9、12段骤然
（5）其他局部阻力局部阻力包括4、6、扩大的阻力。
每部分均需计算，如下:
4段的拐弯阻力为：
h4=生
4段的骤然缩小阻力为:
巾22083Sb=4.07Pa
6段的拐弯阻力为:
7段的骤然缩小阻力为:
0.832
•：
h7二7=0.25
=0.42Pa
9段的骤然扩大阻力为:
2Q
=0.80Pa
和4P2V70.83X22
=h9=9——-0.48-
10段的拐弯处阻力为:
-=20.82Pa
八2
A.芦P2V10..0.8^6.67
he二101.1
12段的拐弯阻力为:
吨注=20.82Pa
12段的骤然扩大阻力为:
h12
认00.856.67
12=0.8115.32Pa
h=273.95Pa
五、通风机型的选择
一间干燥室内配置四台轴流式风机，每一台风机的风量
V138378.2433
Vi-=（）m3/h=23063.04m3/h
n6
选用风机时所需的规格风压
Ps12
Hs=H-=273.95396.07Pa
嘉0.83
每一台风级需要的功率
=5.07kW
每一台风机的安装功率
•为后备系数，取1.2，!
为传动系数，取0.9
根据干燥室的特点及所需风量和压力，选择耐高温防潮的BYG型8号风机，14叶片，安装角度为25°
，风量34462m3/h，风压469Pa,转速1450r/min，安装功率6.77kW，共6台。
六、进、排气道的计算
排气道断面AoutV602.610.06m2
3600-vt3600汉3.0
由于进排气道混用，所以采用同一断面0.06m2
附：
设计的三视图效果参考下图:
主视图
左视图
俯视图:
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