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    [干燥窑设计任务书课程设计]

    时间：2021-06-12 05:01:29来源：百花范文网本文已影响人

    木材干燥课程设计 计算说明书 设计题目：
    木 材 干 燥 窑 的 设 计 学 院：
    林 学 院 专业年级：
    木材加工班 学生姓名：
    班级学号：
    指导教师：
    二0一0年X月X日 第三组 50立方米顶峰即时强制循环干燥窑设计 1） 设计条件 （1） 干燥树种：柞木。

    （2） 初含水率为90%，终含水率为8%，厚度为30mm，长度为4m的整边板。

    （3） 建窑地点年最低气温为10℃，最冷月份平均气温为15℃，相对湿度φ为60%。

    （4） 保温材料采用聚氯乙烯泡沫塑料。

    2) 设计要求 （1） 规范的实际说明书。

    （2） 手绘图纸一张比例（1:50）。

    （3） 计算机一张A4图。

    （4） 图上要把设计的内容及相关尺寸（位置尺寸、注尺寸）表达清楚。

    蒸汽管路图（阀门、疏水器、旁通管和分水器的安装图）。

    一、设计任务和依据 1木材干燥室的设计任务 （1）干燥方式和室型的选择；

    （2）热力计算；

    （3）气体动力计算；

    （4）进气道和排气道的计算；

    （5）解决装堆、卸堆和运输机械化问题；

    2木材干燥室的设计依据 （1）被干锯材的树种、规格、材积、初含水率以及所要求的终含水率；

    （2）关于能源（蒸汽、电力等）的资料；

    （3）建室地区一年中最冷月份及年平均气象资料；

    二、干燥方式、室型的选择和有关尺寸的计算 1 干燥方式的选择：干燥整边板采用强制循环周期式顶风机干燥窑。

    2 有关尺寸的计算：
    （1）规定干燥室的容量 E=V外×β容m3 50= V外×0.496 V外=100.8 m3 （2）干燥窑基本尺寸：
    单元材堆：长 4000mm 宽 2800mm 高 1500mm 室内总尺寸：长 8600mm 宽 4800mm 高 5750mm （3）确定干燥室年周转次数 柞木干燥时间 Z=130/24=5.42昼夜，Z1=0.1昼夜 墙壁厚240（一砖）+100（聚氯乙烯泡沫）+100（钢筋混凝土）=440mm 顶棚厚100（钢混）+140（聚氯乙烯泡沫）+（空心楼板）=340mm 门（吊挂式、内外覆铝板、中间聚氯乙烯泡沫夹层） 320 mm 风机型号 No.10 Y型12叶片 转速 1500 r/min 圆翼型肋型管散热器 长度2米120个 加热面积150 m3 三、热力计算 1 水 分 蒸 发 量 的 计 算 2 新鲜空气量与循 环空气量的确定 干燥室一次周转期间的水分蒸发量：
    M室= = =24723kg/周期 平均每小时水分蒸发量：
    M平= 计算每小时的水分蒸放量：
    M计=M平×X=73.8×1.3=96kg/h 蒸发1kg水分所需要的新鲜空气量：
    g0=kg/kg 柞木的干燥基准如下表 干燥阶段 干球温度（℃） 相对温度（℃） 相对湿度（%） 干燥时间系数（%） 1 65 60.5 79 30 2 70 63 72 20 3 76 64.5 58 20 4 82 62.5 41 30 t1=82℃ φ1=36% d1=140g/kg I1=446 t2=65℃ φ2=90% d2=150g/kg I2=460 t0=20℃ φ0=78% d0=13g/kg I0=41 每小时输入干燥室的新鲜空气量的体积：
    V进=M计×g0×v0=96×4.3×0.72=297.2 m3/h 每小时由室内排除的废气体积：
    V废=M计×g0×v2=96×4.3×1.22=503.6m3/h 每小时室内循环空气的体积：
    F堆=m×L×h×（1-β）=6×4×1.5×（1-0.04）=14.72m2 V循=3600×ω循×F堆×1.2=3600×16.364×2×1.2=141384.96 m3/h 3 干燥过程中热消耗量的确定 干燥室内平均温度 t平= t冬计=0.4t冷平+0.6t最低=0.4×（15）+0.6×（10）=-12℃ 预热的热量消耗 预热1m3木材的热量消耗：
    Q预=1000（1.591+4.1868×W初/100）（t平- t冬计） =1000×0.36（1.591+4.186×0.9） (73.5-12)=198740(kj/h) 预热期平均每小时热耗量：
    Q预室= Q预×E/Z预=198740×50/4.5=2.2082ⅹ106 kJ/h Z预=3×1.5=4.5h 以1kg被蒸发水为准的，用于预热上的单位热量消耗量：
    q预= =395.33kJ/kg 蒸发1kg水分的热消耗量：
    q蒸= 干燥室内每小时用于蒸发水分的热量消耗量为：
    Q蒸=q蒸×M计=2567×96=246432kJ/h 透过干燥室壳体的热损失：
    墙：外墙为一砖（250mm）厚，λ砖=0.814W/( m2 ℃) 内墙为100mm厚钢筋混凝土结构。内外墙夹层100mm厚聚氯乙烯泡沫保温层，λ层=0.058 W/(m2 ℃)。λ钢 =1.546 W/(m2 ℃)。室内受热系数α内=11.63 W/( m2 ℃)，室外的表面放热系数α外=23.26W/( m2 ℃)。

    墙的传热系数 k=1/(1/α内+∑δ/λ+1/α外)=0.45W/( m2 ℃)。

    门：用角钢或槽钢做骨架，内外表面覆盖铝板，中间为120mm厚的聚氯乙烯泡沫做保温层， 门的传热系数 K门=1/(1/11.63+0.12/0.058+1/23.26)=0.45W/( m2 ℃ )。

    顶棚：主要结构为100mm现绕钢筋混凝土内层，中间为140 mm膨胀聚氯乙烯泡沫做保温层，100mm厚空心楼板表面层。

    λ空=0.698 W/( m2· ℃ )]，顶棚传热系数：
    k顶=1/(1/11.63+0.1/1.546+0.14/0.058+0.1/0.698+1/23.26)=0.36 W/( m2 ℃ ) 验证最大导热系数壳体面能否出现结露， 检验：
    K顶=0.36≤α内×（t室-t露）/(t室-t最低)=11.63×(78-67)/(78-10)=1.88 说明侧墙结构设计保温性合理，壳体其他部分k≤1.2,所以壳体的保温性是很好的。

    1kg被蒸发水分为准的壳体的单位热消耗量：
    墙壁：
    Q壳1=1.1×F壳×k墙（t1-t外）×C×3.6=13584 kJ/h 顶棚：
    Q壳2=1.1×F壳×k顶（t1-t外）×C×3.6=9323 kJ/h 地面：
    K地=0.5 k墙 Q壳3=1.1×F壳×k地（t1-t外）×C×3.6=5827 kJ/h 门：
    Q壳4=1.1×F壳×k门（t1-t外）×C×3.6=5.511×103 kJ/h ∑Q壳= Q壳1+Q壳2+ Q壳3+ Q壳4=28734 kJ/h q壳=∑Q壳/M=563.4 kJ/kg ④干燥过程中总的单位散热消耗量：
    q干=(q预+q干+q蒸)×C1=4239 kJ/kg（C1=1.2） 4 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：Q加=(Q蒸+∑Q壳)×C1=330199.2 kJ/kg）（C1=1.2）。

    ②一间干燥室应配置加热器的散热表面积：
    选用圆翼管加热器：
    F气道=8.2×1.0=8.2m2 f管=0.07 m2 F管= f管×n管=0.7×8×3=1.68 m2 F有效=8.2-1.68=6.52 m2 实际循环速度 ω实=V循环/3600F有效=14138.96/(3600×6.52)=6.0m/s 将ω实换算成标准空气循环速度 ω0=ω实ρ1/1.25=6.0×0.91/1.25=2.9m/s 管子作一列式排列 k=8.4ω00.36=12.3W/m2k F散=Q加×C2/k(t气-t平)=480m2 加热管数目：查表知，每立方米木材需陪3m2放热面积，50m3的木材需配150m3加热管。每根2m长的加热管放热面积为4m2,则需约120根左右加热管。

    排列方式：每个起到截面上有5列管，每列10根管 5干燥车间蒸汽消耗量和蒸汽管径确定 1、预热期间干燥室内每小时的蒸汽消耗量 D预室= =1254.4kg/h 2、干燥期间室内每小时的蒸汽消耗量 D干室= =154.3kg/h 3、蒸汽主管直径的数值不小于 d蒸=mm 取d=310 mm 4、干燥室凝结水输送管直径 d凝=mm 取d=170 mm 6 疏水器的选用 当蒸汽压力为0.3MPa表压力时， P1=0.3×0.9=0.27MPa, P2=0,每小时的蒸汽消耗量为92kg时，应当选用疏水器的最大排水量为92×3=276 kg/h, △P=0.27-0=0.27 MPa 选用公称直径Dg20的S19H-16热动力式疏水器 四、空气动力计算 （一）1段 风机壳的阻力：
    △h1=ξ10.5 （二）4,12段 加热器处的阻力 （三）8段 材堆的阻力 ξ堆为按板厚30mm，材堆宽2.8m，查表得到阻力系数为20，取材堆内流速ω循=5.08m/s （四） 其它局部阻力 按局部阻力计算式确定 1、7段 气流断面骤然缩小出的局部阻力 式中：ξ局根据 2、9段：气流骤然扩大出的局部阻力 式中：ξ局根据 3、3,6,10,13段 ：室内直角转弯处 4、5,11段：侧气道 5、2,14段：水平气道 （五）干燥室内气流循环总的阻力 H= =720.04 五、通风机的选择及其所需要的功率 干燥窑内配置6太直连式轴流风机，每台风机的风量：
    选用风机时所需要的规格风压 根据H规和V机的数值查Y组12叶片，叶片安装角θ=20°的轴流式风机特性曲线图，确定选用No.10风机，即H规=23600m3/h，风机转数n=1500r/min 每一台风机需要的功率：
    每一台风机的安装功率：
    六、进、排气道的设计 进、排气道的断面积按下公式计算：
    进气道断面 f进= 排气道断面 f排= 为了统一规格，进、排气道断面尺寸均取300mmx400mm。

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