干燥室设计说明

1、目 录 一、干燥条件2二、干燥时数量的计算2（一）规定材堆和干燥室的尺寸2（二）计算一件干燥室的容量V2（三）确定干燥室全年周转次数H3（四）确定需要的干燥室数3三、热力计算4（一）水分蒸发量的计算4（二）新鲜空气量与循环空气量的确定4（三）干燥过程中热消耗量的确定51.预热的热消耗量52.蒸发木材水分的热消耗量53.透过干燥室的壳体的热损失64.干燥过程中总的单位热消耗量7(四)加热器散热面积的确定71.平均每小时应由加热器供给的热量72.一间干燥室应配置加热器的散热表面积7(五)干燥车间蒸汽消耗量和蒸汽管道的确定81.预热期间干燥室内每小时的蒸汽消耗量82.干燥期间室内每小时的蒸汽消耗量9

2、3.干燥车间每小时的蒸汽消耗量94.干燥1木料的平均蒸汽消耗量95.蒸汽主管直径96.一间干燥室凝结水输送管直径9四、空气动力计算9（一）1段 风机壳的阻力9（二）加热器处的阻力10（三）材堆的阻力10（四）其它局部阻力10（五）干燥室内气流循环的阻力11五、通风机的选择及其所需要的功率11六、进、排气道的计算12七、干燥车间布置及干燥室的技术经济指标顶风式木材干燥室的设计一、设计条件某家具厂每年必须干燥8000m³成材，要求的最终含水率为8%，拟建木材干燥车间。该厂有蒸汽设备，有电能供应；地下水位低于地面1.5m；厂内运输轨距1m。建厂地点的气候条件：冬季最冷月份平均温度4，冬季最

3、低温度-10，年平均温度为18。全年被干木材的明细表见表1。表1 被干木材的树种、规格、含水率与材积树种材种厚度mm宽度mm长度m初含水率（%）终含水率（%）材积 松木板材3011048082000毛边材501504808700落叶松板材401504708500板材251002708500水曲柳板材30110410081000毛边材60150410081500云杉板材501104908800毛边材3012029081000二、干燥室数量的计算（一）规定材堆和干燥室的尺寸材堆的外形尺寸和堆数：长度（l）6.8m 宽度（b）2m高度（h）2.8m堆数 2干燥室的内部尺寸长度（l） 12m 宽度（b

4、）3m高度（h）4m (风机间高1m)（二）计算一件干燥室的容量V 按25mm厚的木料计算，堆垛用25mm厚的隔条。按下列公式计算V= ×=m×l×b×h×=2×6.8×2×2.8×0.557=42.42式中: 的数值在计算干燥室的全年干燥室的全年干燥量时，应以全年被干木料的加权平均厚度的数值来确定，即 =39.68mm根据整边材平均厚度40mm查表（参考木材干燥学教材，以下相同），确定 边为0.557。 （三）确定干燥室全年周转次数f参考表（参考木材干燥学教材）确定各树种木材的干燥时间定额。 树种 厚度

5、mm 时间定额 松木 30 130h 松木 50 246h落叶松 40 202h 落叶松 25 117h 水曲柳 30 168h 水曲柳 60 698h云杉 50 246h 云杉 30 130h用= (昼夜)式计算上述材种的平均干燥周期为：=干燥室年周转次数按f=（次/年）室确定： f=25（次/年）（四）确定需要的干燥室数按=(间)式为：=7(间)三、热力计算被干木料中难干材较多，采用本章第三节提供的条件为依据，即被干木料厚度30mm，基本密度为400kg/ m, ,干燥周期84h，用于计算的介质参数： 用于干燥时热力计算的室容量E=2×6.8×2×2.8

6、15;0.496=37.76 m（一） 水分蒸发量的计算 干燥时一次周转期间的水分蒸发量的计算：=（）×V（kg） =400（）×37.76 = 6822.98（kg/一次周转）平均每小时的水分蒸发量按 = (kg/h)确定：=81.23 （kg/h）。计算用的每小时的是水分蒸发量按= ×X(kg/h)式确定：= ×X=81.231.2=97.47（kg/h）。（二）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量用=(kg/kg)计算：=2.86（kg/kg）每小时输入干燥室的新鲜空气量的体积用V= v （m/h）计算：V= v=97.47

7、2.860.87242.52（m/h）每小时由室内排出的废气的体积用= v（m/h）式计算：= v=97.472.861.60= 446.02（m/h）每小时室内循环空气的体积用V=3600wF1.2（m/h）式计算：V=3600wF1.2=36002.020.761.2179366.4 m/h式中：取值为2.0m/s;F=mLh(1-)=26.82.8(1-)=20.76（三）干燥过程中热消耗量的确定 干燥室内的平均温度t= = 80。室外冬季温度t=-10。由于不考虑统计干燥成本，各项热消耗量只按冬季计算。1预热的热消耗量：预热1木材的热消耗量用=(1.591+4.1868×)(

8、- ) +（-+t）（kJ/ ）计算： =400(1.591+4.1868×) ( 80+10)+ ×(-2.09)×(-10)+334.9+401868×80 =322×（kJ/） 预热期中平均每小时的热消耗量按= （kg/h）式计算： = =2701.93×（kg/h）式中：=31.5=4.5h以1kg被蒸发水为准的,用于预热上的单位热消耗量按=（kg/h）计算 =1495312（kg/h）2蒸发木材水分的热消耗量：蒸发1kg水分的热消耗量按=10004.186×(kJ/kg)式确定： =10004.186×=

9、1000-4.186×80=2.44×（kJ/kg）干燥室内每小时用于蒸发水分的热消耗量按=（kJ/h）计算： =2440×97.47=237.82×（kJ/h）3透过干燥室的壳体的热损失：(1)干燥室的壳体结构和传热系数k值。干燥室壳体为内外0.0015m铝合金，中间填加0.045m的硬质聚氨酯泡沫板结构。铝合金的导热系数为162w/(m·)，硬质聚氨酯泡沫板的导热系数为0.027w/(m·),干燥室内表面的受热系数=11.63 W/(·)，室外表面的放热系数=23.26 W/(·)。壳体的传热系数按=W/（）计

10、算： =0.56 W/（）当k=0.56的情况下，干燥室内外的温度分别为80和-10时，干燥室内壁是否会出现凝结水，用式计算干燥室的地面为混凝土加水泥摸光层，其传热系数约为0.23 W/（）=11.63×1.47 W/（）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0.56 W/（）。干燥室的前端没有大门，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，所以将门与前端墙一起计算热损失。根据干燥室的内部尺

11、寸，可以确定干燥室的外形尺寸为长12m、宽2.8m、高4m。 壳体的热损失按式 (kJ/h)计算，附加热损系数，取1.1 壳体的外表面积干燥室外温度 干燥室内外温差系数，取2.0单位换算系数，取3.6 壳体的传热系数其结果如表所示：表2壳体热损失计算表序号壳体名称散热面积（）（）（）（kJ/h）1外侧墙12×4480.5685-1020224.512内侧墙480.56851514902.263后端墙4×2.8=11.20.5685-104718.844前端墙11.20.5685-104718.845顶棚12×2.8=33.60.5685-1014156.926地面

12、33.60.2385154284.4总计热损失为63005.77kJ/h，附加10%热损，共计。以1kg被蒸发水分为基准，壳体的地面热损失量按式4干燥过程中总的单位热消耗量：按=（+）+(kJ/kg)式计算： =（+）×=(1495312+2440+715.44) ×1.2=1798160.93(kJ/kg)(四)加热器散热面积的确定1平均每小时应由加热器供给的热量：用=（+）·式计算：=（+）·=（237820+69734.37）×1.2=369065.244（KJ/h）2一间干燥室应配置加热器的散热表面积：按= 式计算：式中： 加热管后备系

13、数，取数值1.2；加热器内饱和蒸汽温度，在0.3MPa表压力时143。 单位换算系数，为3.6本例采用天津暖风机厂产IZGL-1型盘管加热器，该加热器形体轻巧，安装方便，散热面积大，传热性能好，其性能参数建表3 表3 IZGL-1型管盘性能参数管排数传热系数k()空气阻力234注：为迎风面质量流速，kg/()如采用3排管IZGL-型管盘散热器，根据表3计算其传热系数k为： 其中：式中： 式中：为风机间直线段与空气流速方向垂直断面积。因此：根据所选IZGL-1型管盘散热器的散热面积，在干燥时风机前后对称布置。常规干燥时选用光滑管或绕片式散热器，每立方米实际材积需要26散热面积；用串片式散热器要4

14、8；用铸铁散热器一般需要710.如采用高温干燥时，散热的面积增加一倍。（五）干燥车间蒸汽消耗量和蒸汽管道的确定1预热期间干燥室内每小时的蒸汽消耗量：根据（7-32）式计算： = = 1.2=152072.355（kg/h）2干燥期间室内每小时的蒸汽消耗量：用（7-33）式计算： = =×1.2=341.11（kg/h）3干燥车间每小时的蒸汽消耗量：设1/3的干燥室数处于预热阶段，其余的处于干燥阶段，用（7-34）式计算： +=3×119986.49+6×533.41=170431186.3255（ kg/h）4干燥1木料的平均蒸汽消耗量：用（7-35）式计算： =

15、153324.95（kg/）5蒸汽主管直径：应不小于按（7-36）式确定的数值： d=33.835m一间干燥室的蒸汽支管直径为： =0.074m 6一间干燥室凝结水输送管直径：按（7-37）式确定为： =0.00125m 7 任一间干燥室用的疏水器：根据干燥设备一章中疏水器选择方法确定。当蒸汽压力为0.3Mpa（表压力）时，疏水器的入口压力，出口压力=0，。每小时的蒸汽消耗量为147.14kg时应当选用疏水器的最大排水量为147.14×3=441.42kg。根据热动力式疏水器的性能曲线，选用公称直径的热动力式疏水器。 四、空气动力计算（一）1段风机壳的阻力其中式中初步选用6台NO.8

16、轴流风机。(二)加热器的阻力3段、13段为加热器，加热器的阻力根据加热器产品性能指标确定或给定的公式计算。本例采用天津暖风机厂3排管IZGL1型盘管加热器，其空气阻力按下式计算：因进入3段加热器金和13段加热器前的空气密度和速度都不同，因此阻力要分别计算。3段的阻力为：13段的阻力为：（二） 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，其余因各段长度及断面不同需分别计算，具体计算按式 2段的阻力为： 14段的阻力为：式中摩擦系数去0.02，根据风机和加热器的安装尺寸及干燥时内部尺寸，风机至加热器之间的距离为1.05m。5段的阻力为：11段

17、的阻力为：式中摩擦系数去0.03，风道长度按材堆高度的一半加上材堆顶部距干燥间顶板的距离，共计1.45m。（三） 材堆的阻力材堆阻力按式计算：式中阻力系数根据材堆的阻力系数图查得，空气流速取2.0m/s。（五）其他局部阻力局部阻力包括4、6、10、12四段直角拐弯处及4、7段骤然缩小和9、12段骤然扩大处的阻力。每部分均需按式计算。4段的拐弯处阻力为： 4段的骤然缩小处阻力为：6段的拐弯处阻力为：7段的骤然缩小处阻力为：9段的骤然扩大处阻力为：10段的拐弯处阻力为：12段的拐弯处阻力为：12段的骤然扩大处阻力为：（六）干燥室内气流循环的总压力 五、通风机的选择及其所需要的功率一件干燥室内配置4

18、台轴流式风机，每一台风机的风量：选用风机时所需的规格风压：每一台风机需要的功率每一台风机的安装功率：式中：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34462，风压496Pa, 转速1450r/min,安装功率7.5kW，共6台六 进、排气道的计算进、排气道的断面积按式V每小时被干燥室吸入或排出的新鲜空气和废弃的气体。气道内介质的流速（m/s）.强制循环干燥室取值25。进气道断面：排气道断面：由于进排气道混用，所以采用统一断面0.076。七、干燥车间布置及干燥室的技术经济指标各项经济指标干燥室的内部尺寸长8.5m 宽2.6m高4.1m;材堆外形尺寸4m 宽1.8m高2.6m;，材堆堆数2；年生产量（注明树种）；松木2700立方米 落叶松1000立方米 水曲柳2500立方米 云杉1800立方米干燥室的造价干燥室的有效体积利用系数，即干燥室的装载量（装堆材积）与室内的空间体积之比值；蒸汽加热器的总加热面积和单位加热面积干燥室允许的操作的温度范围，室内