下载文档木材干燥课程设计
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
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。
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
水
分
蒸
发
量的计
算
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（%）
60.5
64.5
62.5
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
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）
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/h2、干燥期间室内每小时的蒸汽消耗量
D干室=
=154.3kg/h3、蒸汽主管直径的数值不小于
d蒸=mm
取d=310
mm4、干燥室凝结水输送管直径
d凝=mm
取d=170
mm
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。
