木材干燥室的設(shè)計

1、伊松林 高穎北 京 林 業(yè) 大 學 材料科學與技術(shù)學院1 1木材常規(guī)干燥設(shè)備木材常規(guī)干燥設(shè)備 1.11.1常規(guī)干燥室常規(guī)干燥室 1.21.2干燥室設(shè)備干燥室設(shè)備2 2設(shè)計任務(wù)及依據(jù)設(shè)計任務(wù)及依據(jù) 2.12.1設(shè)計任務(wù)設(shè)計任務(wù) 2.22.2設(shè)計依據(jù)設(shè)計依據(jù)3 3設(shè)計步驟設(shè)計步驟 3.13.1室型的選擇及數(shù)量的計算室型的選擇及數(shù)量的計算 3.1.13.1.1室型的選擇室型的選擇 3.1.23.1.2室數(shù)的計算室數(shù)的計算 3.2 3.2周期式空氣干燥室的熱力計算周期式空氣干燥室的熱力計算 3.2.13.2.1每小時蒸發(fā)水分量的計算每小時蒸發(fā)水分量的計算 3.2.23.2.2循環(huán)空氣量與新鮮空氣量的確

2、定循環(huán)空氣量與新鮮空氣量的確定 3.2.33.2.3干燥過程中熱消耗量的確定干燥過程中熱消耗量的確定 3.2.43.2.4加熱器散熱面積的確定加熱器散熱面積的確定 3.2.53.2.5干燥車間蒸汽消耗量的確定干燥車間蒸汽消耗量的確定 3.33.3干燥室的氣體動力計算干燥室的氣體動力計算 3.3.13.3.1干燥室內(nèi)氣體運動阻力的計算干燥室內(nèi)氣體運動阻力的計算 3.3.23.3.2通風機的選擇及所需功率的確定通風機的選擇及所需功率的確定 3.43.4進氣道和排氣道的計算進氣道和排氣道的計算1 1木材常規(guī)干燥設(shè)備木材常規(guī)干燥設(shè)備 常規(guī)蒸汽干燥是長期以來使用最普遍的一種木材干燥常規(guī)蒸汽干燥是長期以來

3、使用最普遍的一種木材干燥方法。其主要特點是以濕空氣作為傳熱介質(zhì)，傳熱方式以方法。其主要特點是以濕空氣作為傳熱介質(zhì)，傳熱方式以對流傳熱為主。對流傳熱為主。叉車式裝窯原理圖叉車式裝窯原理圖實景圖實景圖軌道式裝窯實景圖軌道式裝窯實景圖1.11.1常規(guī)干燥室常規(guī)干燥室1.1.11.1.1頂風型強制循環(huán)干燥室頂風型強制循環(huán)干燥室結(jié)構(gòu)特點：頂板將干燥室分為上下兩間；每臺風機由一臺電機帶動；結(jié)構(gòu)特點：頂板將干燥室分為上下兩間；每臺風機由一臺電機帶動； 進排氣口在室頂兩列排列。進排氣口在室頂兩列排列。1.1.2 1.1.2 側(cè)風型強制循環(huán)干燥室側(cè)風型強制循環(huán)干燥室結(jié)構(gòu)特點：風機在干燥室的一側(cè)安裝；建筑高度低于

4、頂風式干燥室；結(jié)構(gòu)特點：風機在干燥室的一側(cè)安裝；建筑高度低于頂風式干燥室； 進排氣口在室頂二列式排列。進排氣口在室頂二列式排列。側(cè)風機型干燥室氣流循環(huán)特點是氣流通過風機一次，過材堆兩次。側(cè)風機型干燥室氣流循環(huán)特點是氣流通過風機一次，過材堆兩次。1.1.3 1.1.3 端風型強制循環(huán)干燥室端風型強制循環(huán)干燥室 結(jié)構(gòu)特點：軸流風機安裝在材堆端部；結(jié)構(gòu)特點：軸流風機安裝在材堆端部； 進、排氣口在室頂風機兩側(cè)。進、排氣口在室頂風機兩側(cè)。 能形成能形成“水平水平橫向可逆橫向可逆”的的氣流循環(huán)，若斜壁氣流循環(huán)，若斜壁設(shè)計合理，氣流循設(shè)計合理，氣流循環(huán)較均勻，干燥質(zhì)環(huán)較均勻，干燥質(zhì)量較好；量較好；東莞恒生木

5、業(yè)東莞恒生木業(yè)東莞恒生木業(yè)東莞恒生木業(yè)東莞恒生木業(yè)東莞恒生木業(yè)東莞恒生木業(yè)東莞恒生木業(yè)東莞恒生木業(yè)東莞恒生木業(yè)1.21.2干燥室設(shè)備干燥室設(shè)備1.2.11.2.1動力設(shè)備動力設(shè)備 1 1）軸流風機）軸流風機 軸流風機是以與回轉(zhuǎn)面成斜角的葉片轉(zhuǎn)動所產(chǎn)生的壓力使氣體軸流風機是以與回轉(zhuǎn)面成斜角的葉片轉(zhuǎn)動所產(chǎn)生的壓力使氣體流動，氣體流動的方向和機軸平行。流動，氣體流動的方向和機軸平行。 分為可逆轉(zhuǎn)分為可逆轉(zhuǎn)( (單材堆單材堆) )和不可逆轉(zhuǎn)和不可逆轉(zhuǎn)( (雙材堆雙材堆) )二類?？赡孓D(zhuǎn)風機的二類?？赡孓D(zhuǎn)風機的葉片橫斷面的形狀是對稱的，或者葉片形狀不對稱而相鄰葉片在安葉片橫斷面的形狀是對稱的，或者葉片形

6、狀不對稱而相鄰葉片在安裝時倒轉(zhuǎn)裝時倒轉(zhuǎn)180180。2 2）離心通風機）離心通風機 離心通風機是由葉輪與蝸殼等部分組成。葉輪上的葉片與旋轉(zhuǎn)離心通風機是由葉輪與蝸殼等部分組成。葉輪上的葉片與旋轉(zhuǎn)軸平行地安裝。當葉輪旋移時，空氣便從外殼的側(cè)面吸入，被葉片軸平行地安裝。當葉輪旋移時，空氣便從外殼的側(cè)面吸入，被葉片帶動，受離心力的作用而向出風口排出，產(chǎn)生風量和風壓，氣流流帶動，受離心力的作用而向出風口排出，產(chǎn)生風量和風壓，氣流流動與機殼成切線方向脫離風機。動與機殼成切線方向脫離風機。 離心通風機在木材干燥生產(chǎn)上主要用于噴氣型干燥室，一般安離心通風機在木材干燥生產(chǎn)上主要用于噴氣型干燥室，一般安裝在室外的

7、管理間或操作室內(nèi)。裝在室外的管理間或操作室內(nèi)。1.2.21.2.2供熱與調(diào)濕設(shè)備供熱與調(diào)濕設(shè)備 1)1)加熱器的分類加熱器的分類 加熱器可分為：鑄鐵肋形管、平滑鋼管和螺旋翅片這三種，目前新加熱器可分為：鑄鐵肋形管、平滑鋼管和螺旋翅片這三種，目前新建干燥室，幾乎全部采用建干燥室，幾乎全部采用雙金屬擠壓型復合鋁翅片加熱器雙金屬擠壓型復合鋁翅片加熱器。 加熱器結(jié)構(gòu)加熱器結(jié)構(gòu)及安裝實景及安裝實景2)2)加熱器散熱面積的計算加熱器散熱面積的計算空氣蒸ttKFQQCFKtt蒸空 氣放熱放熱量量加熱器的散熱面積：加熱器的散熱面積：式中：式中：FF加熱器表面積加熱器表面積M M2 2；QQ加熱器應(yīng)放出的熱量加

8、熱器應(yīng)放出的熱量(kJ/h)(kJ/h)t t蒸蒸加熱器材管道內(nèi)蒸汽的平均溫度加熱器材管道內(nèi)蒸汽的平均溫度()()t t空氣空氣干燥介質(zhì)的平均溫度干燥介質(zhì)的平均溫度()()CC后備系數(shù)，取為后備系數(shù)，取為1.11.11.31.3KK加熱器的傳熱系數(shù)加熱器的傳熱系數(shù)W/mW/m2 2KK3)3)加熱器的配備與安裝加熱器的配備與安裝 加熱器面積的配備，因被干木材的樹種、厚度及選用加加熱器面積的配備，因被干木材的樹種、厚度及選用加熱器的類型而異。選用光滑管或繞片式散熱器時，一般每熱器的類型而異。選用光滑管或繞片式散熱器時，一般每立方米實際材積需要立方米實際材積需要2 26m6m2 2散熱面積；如果采

9、用高溫干燥散熱面積；如果采用高溫干燥時，散熱器的面積要增加一倍時，散熱器的面積要增加一倍。 4)4)噴蒸管噴蒸管 噴蒸管是一端或兩端封閉的管子，管徑一般為噴蒸管是一端或兩端封閉的管子，管徑一般為1.251.252 2英寸，管子上鉆有直徑為英寸，管子上鉆有直徑為2 23mm3mm的噴孔，孔間距為的噴孔，孔間距為200200300mm300mm。 噴蒸管噴射出的蒸汽不應(yīng)直接射到木材上，否則，將使噴蒸管噴射出的蒸汽不應(yīng)直接射到木材上，否則，將使木材發(fā)生開裂或污斑。此外，噴出來的蒸汽方向應(yīng)與干燥室木材發(fā)生開裂或污斑。此外，噴出來的蒸汽方向應(yīng)與干燥室內(nèi)介質(zhì)循環(huán)方向一致，在室長度方向上噴汽要均勻。內(nèi)介質(zhì)循

10、環(huán)方向一致，在室長度方向上噴汽要均勻。 5)5)疏水器疏水器 疏水器是安裝在加熱器管道上的必須設(shè)備之一，其作疏水器是安裝在加熱器管道上的必須設(shè)備之一，其作用是排除加熱器中的冷凝水，阻止蒸汽損失，以提高加熱用是排除加熱器中的冷凝水，阻止蒸汽損失，以提高加熱器的傳熱效率，節(jié)省蒸汽。器的傳熱效率，節(jié)省蒸汽。 疏水器的類型較多，在木材干燥生產(chǎn)中通常使用熱動疏水器的類型較多，在木材干燥生產(chǎn)中通常使用熱動力式疏水器。力式疏水器。 疏水器的選用主要根據(jù)其進出口的壓差疏水器的選用主要根據(jù)其進出口的壓差P PP P1 1-P-P2 2及最及最大排水量而定。大排水量而定。 當蒸汽設(shè)備開始使用時，管道中積存有大量的

11、凝結(jié)水和冷空氣，當蒸汽設(shè)備開始使用時，管道中積存有大量的凝結(jié)水和冷空氣，如按如按出水常量選用，則管道中積存的凝結(jié)水和冷空氣不能在短時間內(nèi)排出，因出水常量選用，則管道中積存的凝結(jié)水和冷空氣不能在短時間內(nèi)排出，因此，按凝結(jié)水常量加大此，按凝結(jié)水常量加大2 23 3倍選用。即實際的倍選用。即實際的Q Q比計算的比計算的Q Q計計大大2 23 3倍。倍。 含水率測定儀（電阻式）含水率測定儀（電阻式） 干燥窯用干燥窯用探頭探頭控制器控制器控制室管路系統(tǒng)控制室管路系統(tǒng)耐高溫導線耐高溫導線電磁閥電磁閥電動閥電動閥磚混結(jié)構(gòu)窯體及建筑磚混結(jié)構(gòu)窯體及建筑金屬裝配式窯體金屬裝配式窯體磚混結(jié)構(gòu)鋁內(nèi)壁窯磚混結(jié)構(gòu)鋁內(nèi)壁窯

12、2 2設(shè)計任務(wù)及依據(jù)設(shè)計任務(wù)及依據(jù)2.12.1設(shè)計任務(wù)設(shè)計任務(wù) 干燥方式和室型的選擇；干燥方式和室型的選擇； 干燥室數(shù)量的計算；干燥室數(shù)量的計算； 熱力計算；熱力計算； 氣體動力計算；氣體動力計算； 進氣道和排氣道的計算；進氣道和排氣道的計算； 繪制干燥室的結(jié)構(gòu)圖和施工圖以及干燥車間（或繪制干燥室的結(jié)構(gòu)圖和施工圖以及干燥車間（或工段）的布置規(guī)劃圖；工段）的布置規(guī)劃圖； 解決裝堆、卸堆和運輸機械化問題；解決裝堆、卸堆和運輸機械化問題； 核算干燥成本和確定干燥技術(shù)經(jīng)濟指標核算干燥成本和確定干燥技術(shù)經(jīng)濟指標。2.22.2設(shè)計依據(jù)設(shè)計依據(jù) 被干鋸材的樹種、規(guī)格、材積、初含水率以及所要被干鋸材的樹種、規(guī)

13、格、材積、初含水率以及所要求的終含水率、用途和干燥質(zhì)量等級；求的終含水率、用途和干燥質(zhì)量等級； 關(guān)于能源（蒸汽、電力等）及燃料的資料；關(guān)于能源（蒸汽、電力等）及燃料的資料； 地質(zhì)及地下水位資料；地質(zhì)及地下水位資料； 建室地區(qū)一年中最冷月份及平均氣象資料；建室地區(qū)一年中最冷月份及平均氣象資料； 工廠的總體布置，干燥車間的位置，廠內(nèi)運輸線；工廠的總體布置，干燥車間的位置，廠內(nèi)運輸線； 投資總額。投資總額。3 3設(shè)計步驟設(shè)計步驟 3.13.1室型的選擇及數(shù)量的計算室型的選擇及數(shù)量的計算 3.1.13.1.1室型的選擇室型的選擇 3.1.23.1.2室數(shù)的計算室數(shù)的計算 確定一間干燥室的容量確定一間干

14、燥室的容量根據(jù)被干木材的長度確定材堆的尺寸和一間干燥室內(nèi)根據(jù)被干木材的長度確定材堆的尺寸和一間干燥室內(nèi)的裝堆數(shù)（的裝堆數(shù)（m m堆堆）；）；根據(jù)室內(nèi)總的材堆外形體積根據(jù)室內(nèi)總的材堆外形體積 (m(m3 3) ) 確定一間干燥室內(nèi)容納的實際材積確定一間干燥室內(nèi)容納的實際材積E E； （ m m3 3） Vm l bh 外堆E V外容式中：式中：E E干燥室容量（干燥室容量（m m3 3）；）； 材堆的容積充實系數(shù)，表示材堆的實際材材堆的容積充實系數(shù)，表示材堆的實際材積與材堆外形體積之比。積與材堆外形體積之比。 的確定方法一：的確定方法一：材堆的容積充實系數(shù)按下式計算：材堆的容積充實系數(shù)按下式計算

15、： （7272）式中：式中： 材堆長度充實系數(shù)；材堆長度充實系數(shù)； 當干燥的材長等于材堆長度時，等于當干燥的材長等于材堆長度時，等于1 1；在干燥毛料；在干燥毛料時，取值等于時，取值等于0.90.9； 材堆寬度充實系數(shù)；材堆寬度充實系數(shù)；容長寬高長寬容容 其數(shù)值取決于木材的加工程度、室內(nèi)的氣流循環(huán)其數(shù)值取決于木材的加工程度、室內(nèi)的氣流循環(huán)特性、堆垛的方法等；特性、堆垛的方法等； 整邊板整邊板 毛邊板毛邊板 快速可逆循環(huán)快速可逆循環(huán) 0.95 0.810.95 0.81 單向循環(huán)單向循環(huán) 0.65 0.560.65 0.56 自然循環(huán)自然循環(huán) 0.70 0.600.70 0.60 材堆高度充實系

16、數(shù)，當板材厚度為材堆高度充實系數(shù)，當板材厚度為S mmS mm、隔條厚、隔條厚度為度為25mm25mm，材堆在干燥過程中沿高度的干縮率平均為，材堆在干燥過程中沿高度的干縮率平均為8%8%時，按下式計算：時，按下式計算： （7373）251.08SS寬長容25 1.08SS高高 的確定方法二：查出表的確定方法二：查出表7-17-1。 表表7-17-1材堆容積充實系數(shù)表材堆容積充實系數(shù)表容 確定干燥室的年周轉(zhuǎn)次數(shù)確定干燥室的年周轉(zhuǎn)次數(shù) （次（次年）年） （7474）式中：式中： HH干燥室的年周轉(zhuǎn)次數(shù)；干燥室的年周轉(zhuǎn)次數(shù)； 335335干燥室全年工作日數(shù)，其余干燥室全年工作日數(shù)，其余3030天為檢

17、修日數(shù)；天為檢修日數(shù)； Z Z1 1裝卸木材的時間（晝夜），周期式干燥室取裝卸木材的時間（晝夜），周期式干燥室取 Z Z1 1=0.1=0.1晝夜；晝夜； ZZ木材的干燥時間（晝夜）。木材的干燥時間（晝夜）。13 3 5HZZ 上式中上式中Z Z的數(shù)值，應(yīng)是能綜合反映干燥室在全年內(nèi)干的數(shù)值，應(yīng)是能綜合反映干燥室在全年內(nèi)干燥各種木材的干燥時間的平均值，是一個燥各種木材的干燥時間的平均值，是一個統(tǒng)計量的平均統(tǒng)計量的平均值值，而不是某一具體材種的干燥時間。因此，可以根據(jù)，而不是某一具體材種的干燥時間。因此，可以根據(jù)全年被干木材的樹種、規(guī)格和材積，參考干燥時間定額，全年被干木材的樹種、規(guī)格和材積，參考

18、干燥時間定額，用干燥時間加權(quán)平均數(shù)用干燥時間加權(quán)平均數(shù)Z Z平平來確定，即來確定，即 （晝夜）（晝夜）（7575） Z Z1 1，Z Z2 2ZZ3 3不同樹種、厚度木材的干燥時間，可參不同樹種、厚度木材的干燥時間，可參考表考表7272或表或表73 73 nnnZVZV平 表表7-2 7-2 干燥時間（干燥時間（h h）定額表）定額表 表表7-2 7-2 是北京市光華木材廠經(jīng)過長期干燥實踐確定的干燥時間定額表，是北京市光華木材廠經(jīng)過長期干燥實踐確定的干燥時間定額表，可供周期式強制循環(huán)蒸汽干燥室計算可供周期式強制循環(huán)蒸汽干燥室計算Z Z平平時的參考時的參考。干燥室間數(shù)的確定干燥室間數(shù)的確定 為完

19、成全年干燥任務(wù)所需要的干燥室數(shù)量（為完成全年干燥任務(wù)所需要的干燥室數(shù)量（m m室室），），按下式計算：按下式計算： （間）（間）（7676）nVmEH室3.23.2周期式空氣干燥室的熱力計算周期式空氣干燥室的熱力計算 在熱力計算開始時要選擇被干材中允許在熱力計算開始時要選擇被干材中允許最高溫最高溫操操作的干燥基準作為參考，并以該基準中接近基準平均作的干燥基準作為參考，并以該基準中接近基準平均溫度的溫度的第三階段（此時木材的含水率為第三階段（此時木材的含水率為353530%30%）的干）的干球溫度數(shù)值球溫度數(shù)值t t1 1、相對濕度數(shù)值、相對濕度數(shù)值1 1作為計算有關(guān)量值作為計算有關(guān)量值時時的參

20、考依據(jù)，使計算確定加熱設(shè)備的能力不至于明顯的參考依據(jù)，使計算確定加熱設(shè)備的能力不至于明顯過大或不足。過大或不足。 為了便于計算，選擇了一種適用于干燥基本密度為為了便于計算，選擇了一種適用于干燥基本密度為0.4t/m0.4t/m3 3、厚度為、厚度為3cm3cm的松、杉類木材（如蒼山冷杉）的干的松、杉類木材（如蒼山冷杉）的干燥基準，列出基準第三階段的溫、濕度數(shù)值，分別為燥基準，列出基準第三階段的溫、濕度數(shù)值，分別為t t1 18585，1 162%62%。利用。利用Id-Id-圖知識確定計算參數(shù)如下：圖知識確定計算參數(shù)如下：3.2.13.2.1每小時蒸發(fā)水分量的計算每小時蒸發(fā)水分量的計算 干燥室

21、在一次周轉(zhuǎn)期間從室內(nèi)材堆蒸發(fā)出來的干燥室在一次周轉(zhuǎn)期間從室內(nèi)材堆蒸發(fā)出來的全部水分的數(shù)量為：全部水分的數(shù)量為： （kgkg）（）（7777）式中：式中： 木材的基本密度（木材的基本密度（t/mt/m3 3）。）。 平均每小時由干燥室內(nèi)蒸發(fā)出來的水分量為：平均每小時由干燥室內(nèi)蒸發(fā)出來的水分量為： （kghkgh） （7878） 2 4MMZ室平1000M初終基室W W（） E100r基 考慮到室內(nèi)各部分干燥速度不均勻，當干燥緩慢部考慮到室內(nèi)各部分干燥速度不均勻，當干燥緩慢部分達到指定含水率時，整個室內(nèi)失去的水分大于按上式分達到指定含水率時，整個室內(nèi)失去的水分大于按上式算出的數(shù)量。因之，算出的數(shù)量

22、。因之，M M平平的數(shù)值須乘以系數(shù)的數(shù)值須乘以系數(shù)x x，才得到計，才得到計算用的每小時由室內(nèi)蒸發(fā)出來的水分數(shù)量，即：算用的每小時由室內(nèi)蒸發(fā)出來的水分數(shù)量，即： （kghkgh） （7979） X X的數(shù)值與木材的終含水率有關(guān)，即的數(shù)值與木材的終含水率有關(guān)，即 W W終（終（） 2016 1512 2016 1512 1212 X 1.1 1.2 1.3 X 1.1 1.2 1.3MMX計平3.2.23.2.2循環(huán)空氣量與新鮮空氣量的確定循環(huán)空氣量與新鮮空氣量的確定以以1kg1kg被蒸發(fā)水分為準的新鮮空氣量被蒸發(fā)水分為準的新鮮空氣量g g0 0按下式計算：按下式計算： （kgkgkgkg）（）

23、（710710）每小時輸送入干燥室內(nèi)的新鮮空氣的體積（每小時輸送入干燥室內(nèi)的新鮮空氣的體積（V V0 0）為：）為： V V0 0=M=M計計ggo o0 0（m m3 3/h/h） （7-117-11）式中式中0 0可取值等于可取值等于0.87m0.87m3 3/kg/kg。0201 0 0 0gdd 每小時由干燥室提出的廢氣體積每小時由干燥室提出的廢氣體積V V廢廢為：為： V V廢廢=M=M計計ggo o 2 2(m(m3 3/h) /h) （7-127-12） 式中式中 2 2是廢氣的比容。是廢氣的比容。 每小時在干燥室內(nèi)循環(huán)的空氣的體積，對于現(xiàn)時的每小時在干燥室內(nèi)循環(huán)的空氣的體積，對

24、于現(xiàn)時的循環(huán)干燥室來說，將取決于氣流穿過材堆的速度循環(huán)干燥室來說，將取決于氣流穿過材堆的速度循循（可在可在1.55.0m/s1.55.0m/s范圍內(nèi)選擇范圍內(nèi)選擇），以此來確定循環(huán)空），以此來確定循環(huán)空氣量并配置通風機，因之可按下式計算：氣量并配置通風機，因之可按下式計算： V V循循=3600 =3600 循循FF堆堆1.2(m1.2(m3 3/h) /h) （7-137-13）式中：式中：F F堆堆在與氣流方向相垂直的平面上，經(jīng)過材堆的空在與氣流方向相垂直的平面上，經(jīng)過材堆的空 氣通道的有效斷面積（氣通道的有效斷面積（m m3 3），按下式確定：），按下式確定： F F堆堆=m=m堆堆Lh

25、(1Lh(1高高) ) （式中：式中：m m堆堆干燥室長度方向材堆數(shù)；干燥室長度方向材堆數(shù)；LL一個材堆的長一個材堆的長度；度；hh材堆的高度材堆的高度）。）。1.21.2未通過材堆循環(huán)空氣量的漏失系數(shù)。未通過材堆循環(huán)空氣量的漏失系數(shù)。3.2.33.2.3干燥過程中熱消耗量的確定干燥過程中熱消耗量的確定預(yù)熱濕木材的熱量消耗預(yù)熱濕木材的熱量消耗 在計算時應(yīng)分別兩種情況，倘若冬季計算用溫度在計算時應(yīng)分別兩種情況，倘若冬季計算用溫度在在00以上，預(yù)熱以上，預(yù)熱1m1m3 3木材的熱消耗量按下式確定：木材的熱消耗量按下式確定： （kJmkJm3 3）（）（7-147-14）1000100Qr3初基平冬

26、預(yù)mW（1.5914.1868）（t t ）式中：式中： 1.5911.591干木材的比熱干木材的比熱kJ/kg;kJ/kg; 4.1868 4.1868水的比熱水的比熱kJ/kJ/（kgkg） ； t t平平干燥室內(nèi)的平均溫度（干燥室內(nèi)的平均溫度（）；）； t t冬計冬計冬季計算用溫度（冬季計算用溫度（），）， t t冬計冬計=0.4t=0.4t冷平冷平+0.6t+0.6t最低最低； t t冷平冷平當?shù)匾荒曛凶罾湓路莸钠骄鶜鉁兀ó數(shù)匾荒曛凶罾湓路莸钠骄鶜鉁兀ǎ?；）?t t最低最低當?shù)刈畹蜌鉁兀ó數(shù)刈畹蜌鉁兀ǎ?。）?倘若冬季計算用氣溫在零度以下，此時加熱濕木倘若冬季計算用氣溫在零度以下，此

27、時加熱濕木材所需要的熱量可分為四個部分材所需要的熱量可分為四個部分P P228228： 預(yù)熱期間平均每小時的熱消耗量為：預(yù)熱期間平均每小時的熱消耗量為： （kJhkJh）（）（7-177-17） Z Z預(yù)預(yù)木材預(yù)熱需要的時間，可按經(jīng)驗確定，即木材預(yù)熱需要的時間，可按經(jīng)驗確定，即木材每厚木材每厚1cm1cm需要需要1.52h1.52h。 以以1kg1kg被蒸發(fā)水分為準的用于預(yù)熱上的單位熱消被蒸發(fā)水分為準的用于預(yù)熱上的單位熱消耗量耗量q q預(yù)預(yù)的計算式為：的計算式為： （kJkgkJkg） （7-187-18）3mQQZ預(yù)預(yù) 室預(yù)3mQEqM預(yù)預(yù)室木材蒸發(fā)水分的熱消耗量木材蒸發(fā)水分的熱消耗量 由木

28、材中每蒸發(fā)由木材中每蒸發(fā)1kg1kg水分所需的熱量水分所需的熱量q q蒸蒸按下式確定：按下式確定： （kJkgkJkg）（）（7-197-19） 干燥室內(nèi)每小時用于蒸發(fā)水分的熱消耗量為：干燥室內(nèi)每小時用于蒸發(fā)水分的熱消耗量為： Q Q蒸蒸=q=q蒸蒸MM計計（kJ/hkJ/h） （7-207-20）202010004.186IIqtdd平蒸透過干燥室殼體散失到室外空氣中的熱消耗量：透過干燥室殼體散失到室外空氣中的熱消耗量： Q Q殼殼=1.1=1.1F F殼殼k k殼殼（t t1 1tt外外）cc3.63.6(kJ/h)(kJ/h)（7-217-21） 式中：式中： F F殼殼干燥室殼體的表面

29、積（干燥室殼體的表面積（m m2 2）；）； K K殼殼殼體的傳熱系數(shù)殼體的傳熱系數(shù)W/W/（m m2 2）,見表見表7-47-4； t t外外干燥室外的溫度，若干燥建造在露天，應(yīng)按干燥室外的溫度，若干燥建造在露天，應(yīng)按t t冬計冬計計算；計算；若建造在廠房內(nèi)，應(yīng)取室內(nèi)最冷月份的平均溫度；若建造在廠房內(nèi)，應(yīng)取室內(nèi)最冷月份的平均溫度； 1.11.1因殼體的水平方位與主風方向的而異的平均附加熱損失因殼體的水平方位與主風方向的而異的平均附加熱損失的系數(shù)；的系數(shù)； CC因干燥室內(nèi)溫度高低而異的系數(shù)，高于因干燥室內(nèi)溫度高低而異的系數(shù)，高于5050時取時取2.02.0，低，低于于5050取取1.51.5；

30、 3.63.6單位換算系數(shù)。單位換算系數(shù)。表表7-4 7-4 殼體各部分的傳熱系數(shù)殼體各部分的傳熱系數(shù)k k殼殼W/W/（m m2 2） 表表7-5 7-5 各種材料的導熱系數(shù)各種材料的導熱系數(shù)W/W/（mm） 采用其它材料作殼體或殼體為多層結(jié)構(gòu)時，采用其它材料作殼體或殼體為多層結(jié)構(gòu)時，k k殼殼的數(shù)值應(yīng)按下式計算：的數(shù)值應(yīng)按下式計算： W/W/（m m2 2） （722722）式中：式中： 干燥介質(zhì)對殼體內(nèi)表面的放熱系數(shù)干燥介質(zhì)對殼體內(nèi)表面的放熱系數(shù)W/W/（m m2 2） ，熱濕氣體介質(zhì)為，熱濕氣體介質(zhì)為11.6311.63；常壓過熱蒸汽介質(zhì)為；常壓過熱蒸汽介質(zhì)為13.95613.956；

31、 殼體外表面的放熱系數(shù)殼體外表面的放熱系數(shù)W/(mW/(m2 2)，干燥室建在露天時為，干燥室建在露天時為23.2623.26；在；在廠房內(nèi)時為廠房內(nèi)時為11.6311.63。 殼體結(jié)構(gòu)各層的厚度（殼體結(jié)構(gòu)各層的厚度（m m）；）； 各層材料的導熱系數(shù)各層材料的導熱系數(shù)W/(m)W/(m)，參考表，參考表7-57-5。 111k墻外內(nèi) 內(nèi)外 干燥室殼體的傳熱干燥室殼體的傳熱k k殼殼應(yīng)當控制在干燥時窯內(nèi)表面應(yīng)當控制在干燥時窯內(nèi)表面不會發(fā)生水汽凝結(jié)現(xiàn)象的范圍內(nèi)。因此，計算的不會發(fā)生水汽凝結(jié)現(xiàn)象的范圍內(nèi)。因此，計算的k k殼殼數(shù)數(shù)值要符合下式的檢驗：值要符合下式的檢驗： W/(m)W/(m)（72

32、3723） 式中：式中： t t露露干燥介質(zhì)狀態(tài)為干燥介質(zhì)狀態(tài)為t t1 1，1 1時的露點溫度。時的露點溫度。ttktt1露殼內(nèi)1外 若采用固定結(jié)構(gòu)的天棚：若采用固定結(jié)構(gòu)的天棚：810cm810cm厚的鋼筋混凝土厚的鋼筋混凝土板，板，2323層油毛氈和層油毛氈和0.51cm0.51cm厚的水泥表層，這種固厚的水泥表層，這種固定構(gòu)件的傳熱系數(shù)約等于定構(gòu)件的傳熱系數(shù)約等于4.303W/(m4.303W/(m2 2)，天棚中應(yīng)，天棚中應(yīng)鋪設(shè)絕熱層的厚度鋪設(shè)絕熱層的厚度絕絕按下式計算：按下式計算： (m)(m)（724724） 式中：式中： 絕絕絕熱層的導熱系數(shù)；絕熱層的導熱系數(shù)； 0.2320.2

33、32天棚固定構(gòu)件傳熱系數(shù)的倒數(shù)。天棚固定構(gòu)件傳熱系數(shù)的倒數(shù)。10.232k絕絕棚 在計算殼體墻壁熱損失時，若幾間干燥室是并在計算殼體墻壁熱損失時，若幾間干燥室是并排連接建造的，由于內(nèi)隔墻是兩室共用的，熱損排連接建造的，由于內(nèi)隔墻是兩室共用的，熱損失少，可以不計算，只計算端頭干燥室的外側(cè)墻失少，可以不計算，只計算端頭干燥室的外側(cè)墻的熱損失。若干燥室建于露天，須附加的熱損失。若干燥室建于露天，須附加10%10%的熱損的熱損失，即應(yīng)按失，即應(yīng)按 Q Q殼殼1.11.1取值。取值。 以以1kg1kg被蒸發(fā)水分為準的通過殼體熱損失的單被蒸發(fā)水分為準的通過殼體熱損失的單位熱消耗量：位熱消耗量： （kJkg

34、kJkg） （725725）QqM殼殼計干燥過程中總的單位熱消耗量干燥過程中總的單位熱消耗量q q干干按下式計算：按下式計算： (kJ/kg)(kJ/kg)（7-267-26）式中式中: C: C1 1為加熱殼體和運輸料車的熱消耗，以及中間為加熱殼體和運輸料車的熱消耗，以及中間噴蒸的熱消耗的系數(shù)，等于噴蒸的熱消耗的系數(shù)，等于1.21.31.21.3。 1()qqqC干預(yù)蒸殼q3.2.43.2.4加熱器散熱面積的確定加熱器散熱面積的確定 每小時應(yīng)由加熱器供給的熱消耗量每小時應(yīng)由加熱器供給的熱消耗量Q Q加加按下式計算：按下式計算： （kJ/hkJ/h） (7-27) (7-27) 式中式中C C

35、1 1取為取為1.21.2。 干燥室內(nèi)應(yīng)具有的加熱器的散熱表面積干燥室內(nèi)應(yīng)具有的加熱器的散熱表面積 F F散散為：為： (7-28)(7-28)1()QQQC加蒸殼2()QCFk tt加散平汽式中：式中： C C2 2考慮到加熱不均勻和管子阻塞的后備系數(shù)，考慮到加熱不均勻和管子阻塞的后備系數(shù)，取其等于取其等于1.11.31.11.3； t t汽汽加熱器內(nèi)飽和蒸汽的溫度，因蒸汽壓力而加熱器內(nèi)飽和蒸汽的溫度，因蒸汽壓力而異，干燥的工作表壓力一般為異，干燥的工作表壓力一般為0.30.30.5MPa0.5MPa； KK加熱管的傳熱系數(shù)，依回執(zhí)器的類型而異。加熱管的傳熱系數(shù)，依回執(zhí)器的類型而異。按第五章

36、中介紹的各類加熱器的資料確定。按第五章中介紹的各類加熱器的資料確定。 各類加熱器的各類加熱器的K K值與氣流通過加熱器表面的速度值與氣流通過加熱器表面的速度有關(guān)，將隨氣流速度的增加而加大。有關(guān)，將隨氣流速度的增加而加大。 本次設(shè)計要求采用目前市場上最為廣泛使用的本次設(shè)計要求采用目前市場上最為廣泛使用的雙雙金屬復合鋁翅片加熱器金屬復合鋁翅片加熱器，對于螺旋片式加熱器，其傳，對于螺旋片式加熱器，其傳熱系數(shù)熱系數(shù)k k及對氣流的阻力及對氣流的阻力h h不僅與散熱器的型號有關(guān)，不僅與散熱器的型號有關(guān)，而且與氣流的重量流速（而且與氣流的重量流速（干燥介質(zhì)的比重與流速的乘干燥介質(zhì)的比重與流速的乘積積）有關(guān)

37、。）有關(guān)。 散熱面積：散熱面積：1.321.321.5m1.5m2 2/m/m 當翅片管的間距為當翅片管的間距為100mm100mm時，可時，可借鑒借鑒SXLASXLA（B B）盤管的實驗數(shù)據(jù)。盤管的實驗數(shù)據(jù)。 SXLASXLA（B B）系列盤管，是以蒸氣（冷熱水）為）系列盤管，是以蒸氣（冷熱水）為介質(zhì)加熱或冷卻空氣的換熱裝置，可以成為集中和介質(zhì)加熱或冷卻空氣的換熱裝置，可以成為集中和局部空調(diào)的組成部分，廣泛應(yīng)用于化工、食品、建局部空調(diào)的組成部分，廣泛應(yīng)用于化工、食品、建筑等行業(yè)中。筑等行業(yè)中。 該產(chǎn)品具有良好的換熱性能。該產(chǎn)品具有良好的換熱性能。A A型有單排雙排管，型有單排雙排管，B B型

38、有雙排、四排管、五種寬度、九種長度共三十種型有雙排、四排管、五種寬度、九種長度共三十種規(guī)格可供選用，可根據(jù)要求任意串、并聯(lián)組合使用。規(guī)格可供選用，可根據(jù)要求任意串、并聯(lián)組合使用。 A A型盤管熱媒為蒸氣時，在各迎風面不同空氣重量型盤管熱媒為蒸氣時，在各迎風面不同空氣重量 流速下的傳熱系數(shù)流速下的傳熱系數(shù)(W/m(W/m2 2 K)K) 3.2.53.2.5干燥車間蒸汽消耗量的確定干燥車間蒸汽消耗量的確定 確定一間干燥室和干燥車間每小時蒸汽消耗量的主要目的確定一間干燥室和干燥車間每小時蒸汽消耗量的主要目的在于考慮鍋爐的負荷，并選用合適的蒸汽管和冷凝水管的管徑。在于考慮鍋爐的負荷，并選用合適的蒸汽

39、管和冷凝水管的管徑。其次是計算以其次是計算以1m1m3 3木材為準的蒸汽消耗量，以便核算干燥成本。木材為準的蒸汽消耗量，以便核算干燥成本。預(yù)熱期間干燥室內(nèi)每小時的蒸汽消耗量預(yù)熱期間干燥室內(nèi)每小時的蒸汽消耗量 (kgh) (kgh) （7-327-32） 式中：式中： C C1 1未經(jīng)計算的熱損失系數(shù)，約為未經(jīng)計算的熱損失系數(shù)，約為1.21.2； I I汽汽，I I凝凝蒸汽和凝結(jié)水的熱含量，當管中的蒸汽為蒸汽和凝結(jié)水的熱含量，當管中的蒸汽為0.5MPa0.5MPa，表壓力時，表壓力時，I I汽汽II凝凝 2093kJ/kg2093kJ/kg；0.3MPa0.3MPa表壓力時為表壓力時為2135k

40、J/kg2135kJ/kg。1QQDCII預(yù) 室殼預(yù) 室汽凝干燥期間室內(nèi)每小時的蒸汽消耗量干燥期間室內(nèi)每小時的蒸汽消耗量D D干室干室按下式計算：按下式計算： （kghkgh）（）（7-337-33）全干燥車間每小時的蒸汽消耗量全干燥車間每小時的蒸汽消耗量D D車間車間按下式計算：按下式計算： （kg/hkg/h）（）（7-347-34） 式中：式中：m m預(yù)預(yù)與與m m干干分別是進行預(yù)熱和干燥的室的間數(shù)。分別是進行預(yù)熱和干燥的室的間數(shù)。1QQDCII蒸殼干 室汽凝DmDmD干預(yù)車預(yù) 室干 室干燥干燥1m1m3 3木材的平均蒸汽消耗量木材的平均蒸汽消耗量D D干干m3m3按下式確定：按下式確定

41、： （kg/mkg/m3 3）（）（7-357-35）蒸汽主管的直徑與通向加熱器的蒸汽管的直徑蒸汽主管的直徑與通向加熱器的蒸汽管的直徑d d必須必須不低于按下式算出的數(shù)值：不低于按下式算出的數(shù)值： （m m）（）（7-367-36）式中：式中：D D最大最大每小時通過管子的最大蒸汽量（每小時通過管子的最大蒸汽量（kg/hkg/h）；）； p p汽汽蒸汽的密度；蒸汽的密度； 汽汽蒸汽在管內(nèi)的流動速度，取其約等于蒸汽在管內(nèi)的流動速度，取其約等于25m/s25m/s。3/mqMEDII干室干汽凝1.273600Dd最 大汽汽凝結(jié)水輸送管的直徑凝結(jié)水輸送管的直徑d d 按下式確定：按下式確定： （m

42、m）（）（7-377-37）式中：式中： p p水水熱水的密度，采取約等于熱水的密度，采取約等于960kg/m960kg/m3 3； 水水凝結(jié)水在管內(nèi)的流動速度，約為凝結(jié)水在管內(nèi)的流動速度，約為0.51m/s0.51m/s。疏水器的選用與配置，根據(jù)第五章中有關(guān)部分資料確定。疏水器的選用與配置，根據(jù)第五章中有關(guān)部分資料確定。 1.273600Dd 最大凝水水3.33.3干燥室的氣體動力計算干燥室的氣體動力計算 干燥室氣體動力計算的主要目的是：干燥室氣體動力計算的主要目的是：選擇通風機選擇通風機的類型和風機號；確定通風機的轉(zhuǎn)數(shù)和功率的類型和風機號；確定通風機的轉(zhuǎn)數(shù)和功率。3.3.13.3.1干燥室

43、內(nèi)氣體運動阻力的計算干燥室內(nèi)氣體運動阻力的計算 為了便于計算氣流的阻力，應(yīng)當編構(gòu)干燥室內(nèi)介為了便于計算氣流的阻力，應(yīng)當編構(gòu)干燥室內(nèi)介質(zhì)循環(huán)的流程圖，并注明各區(qū)段的號碼劃分計算段，質(zhì)循環(huán)的流程圖，并注明各區(qū)段的號碼劃分計算段，如圖如圖7-27-2所示。所示。 加熱裝置加熱裝置 加熱器的阻力（加熱器的阻力（hh1 1）一般用局部阻力系數(shù)和）一般用局部阻力系數(shù)和氣流速度來估計，對于螺旋片式加熱器，其傳熱系數(shù)氣流速度來估計，對于螺旋片式加熱器，其傳熱系數(shù)k k及對氣流的阻力及對氣流的阻力h h不僅與散熱器的型號有關(guān)，而且與不僅與散熱器的型號有關(guān)，而且與氣流的重量流速（氣流的重量流速（干燥介質(zhì)的比重與流

44、速的乘積干燥介質(zhì)的比重與流速的乘積）有）有關(guān)。關(guān)。 本次設(shè)計要求采用目前市場上最為廣泛使用的雙本次設(shè)計要求采用目前市場上最為廣泛使用的雙金屬復合鋁翅片加熱器，當翅片管的間距為金屬復合鋁翅片加熱器，當翅片管的間距為100mm100mm時，時，可借鑒可借鑒SXLASXLA（B B）盤管的實驗數(shù)據(jù)。）盤管的實驗數(shù)據(jù)。 在各迎風面不同空氣重量流速下（在各迎風面不同空氣重量流速下（VrVr）的空氣流通阻力（）的空氣流通阻力（PaPa） 轉(zhuǎn)向擋板和通風機的機殼轉(zhuǎn)向擋板和通風機的機殼 氣流通過這部分區(qū)段所產(chǎn)生的局部阻力氣流通過這部分區(qū)段所產(chǎn)生的局部阻力hh按下按下式確定：式確定： （PaPa） (7-47)

45、(7-47) 通風機串裝在縱軸上時，通風機串裝在縱軸上時，值可采取等于值可采取等于.5.5；通風機裝在橫軸上時，通風機裝在橫軸上時，值可采取等于值可采取等于.8.8；軸上；軸上只裝一臺通風機時，只裝一臺通風機時，2 2為為0.50.5。 按下式計算：按下式計算： (m/s)(748)(m/s)(748) 式中：式中： DD通風機葉輪的直徑通風機葉輪的直徑(m)(m)； nn室內(nèi)通風機的臺數(shù)。室內(nèi)通風機的臺數(shù)。222222h 223 6 0 0販4VD循斷面固定的直線氣道斷面固定的直線氣道 直線氣道主要是指材堆與墻壁之間、材堆上方與直線氣道主要是指材堆與墻壁之間、材堆上方與天棚之間的氣體通道。天棚之間的氣體通道。 直線氣道對氣流的阻力直線氣道對氣流的阻力hh按下式確定：按下式確定： (Pa)(749)(Pa)(749) 式中：式中：摩摩為摩擦系數(shù)。在干燥室內(nèi)的摩擦阻力在為摩擦系數(shù)。在干燥室內(nèi)的摩擦阻力在總的壓頭數(shù)值中是比較小的，總的壓頭數(shù)值中是比較小的，摩摩數(shù)值如下：數(shù)值如下：金屬氣道金屬氣道0.0160.016粗糙的