Сушильна камера з перфорованими перегородками

Сушильна камера з перфорованими перегородками для сушіння пилопродукци будь-яких порід деревини та розмірно-якісного асортименту, що містить в теплоізольованому корпусі вентилятори для циркуляції повітря, теплову систему для створення температурного режиму в камері, припливно-витяжну систему, перфоровані перегородки для створення рівномірної циркуляції, яка від різняється тим, що для більш якісного вирівнювання розподілу повітря через перфоровані перегородки вони встановлені вздовж бокових стін камери, утворюють нагнітальний та всмоктувальний канали і виготовлені з алюмінієвих листів, на яких у шахматному порядку розміщені прямокутні щілини з різними розмірами поперечно Корисна модель відноситься до деревообробної галузі промисловості і може бути використана в будь-яких камерах періодичної дм та в камерах з поздовжньою циркуляцією безперервної ди За рахунок використання перфорованих перегородок спеціальної конструкції в камерах вирівнюється циркуляція повітря та температурне поле, чим створюються ідентичні температурно-волопсні умови, що сприяє підвищенню інтенсивності сушіння та покращенню якості висушуваного матеріалу (пилопродукци будь-яких порід деревини і розмірно-якісного асортименту) Ідея створення рівномірної циркуляції за рахунок розподілу повітря через перфоровані перегородки реалізована в сушильних камерах конструкціях Данеберга і Кванда та Львівського лісотехнічного інституту (ЯЛТІ) [1,2,3] Всі ЦІ камери впроваджені у виробництво на різних підприємствах [1,2] Перші зразки камер такого типу (за схемою Данеберга і Кванда) мають вздовж бокових стін (над стелею) розподільні повітропроводи прямокутного перетину, в які вентилятором (осьовим або відцентровим) через пластинчатий калорифер подається гаряче повітря 3 цих повітропроводів агент сушіння заходить в канал або НІШІ, ЯКІ утворені перфорованою перегородкою та стіною камери Потім повітряний потік, сформований перфо рованою перегородкою з лівої і правої сторони камери, подається в штабель Ці камери мають паралельне розміщення штабелів Повітря після виходу з штабелів відсмоктується верхнім (під стелею) або нижнім на ПІДЛОЗІ відсмоктувальним каналом з прямокутними отворами Відсмоктувальний повітропровід через витяжний канал з'єднується з вентилятором Перфорована перегородка має прямокутні щілини, які розміщені в нижній частині камери при відсмоктувальному каналі, встановленому під стелею, або у верхній частині штабеля, при відсмоктувальному каналі, встановленому на ПІДЛОЗІ Внизу камери (в міжрельсовому просторі) розміщена другий калорифер Загальний недолік сушильних камер Денеберга і Кванда - наявність довгих, малого перетину з багаточисленними поворотами повітропроводів, які створюють значний опір ще до розподілу повітря перфорованою перегородкою, що не дозволяє створити інтенсивну циркуляцію [1,2,3] Сушильні камери ЛЛТІ-1 (автор - Стріха І А ) обладнано боковими вертикальними каналами, обмеженими з однієї сторони перфорованими перегородками, а з другої сторони боковими стінами камери На перфорованій перегородці в шахматному порядку розташовані прямокутні щілини, через які нагріте повітря подається в штабель (цир го перерізу у ВІДПОВІДНОСТІ з математичною мо деллю розподілу повітря по довжині камери, що сприяє створенню ідентичних температурноволопсних умов проведення процесу сушіння, підвищенню його інтенсивності та покращенню якості висушуваного матеріалу со CD CM О) 7026 куляція поперечно-горизонтальна). З штабеля повітря відсмоктується через другу перфоровану перегородку і поступає до вхідного патрубка відцентрового вентилятора. Калорифери, ребристі труби, встановлені вертикально в нагнітальному і відсмоктувальному каналах. Управління припливно-витяжною системою і контроль за параметрами середовища здійснюється в коридорі управління. Основними конструктивними недоліками камер ЛЛТІ-1 є нереверсивність циркуляції, порушення температурного поля і втрати тепла при проходженні повітря по системі конфузор-вентилятордифузор (які винесені за межі сушарки в коридор управління), необхідність в широких коридорах управління для розміщення потужних відцентрових вентиляторів №10... 16. В камері ЛЛТІ-2 застосовано осьові реверсивні вентилятори серії У-12 (Автор конструкції камери ЛЛТІ-2 Білей П.В.). Вентиляторна установка розміщена в торці камери симетрично поздовжній вісі камери і має вид рівнобедреної трапеції, що дає можливість її використовувати для різних ширин і довжин камери, та дозволяє уникнути теплових втрат при проходженні повітря через вентилятор. Реконструкція застарілих типів камер показала доцільність встановлення двох відцентрових вентиляторів в торці камери (Автор конструкції камери ЛЛТІ-3 - Білей П.В.). Таке розміщення вентиляторів в сушильних камерах ЛЛТІ-3 має ряд переваг (в порівнянні з камерою ЛЛТІ-1): два відцентрових вентилятора №4...8 легко встановити у вузьких коридорах управління; вентилятори можна підключити за різними схемами (коли процес сушіння є інтенсивним включають два вентилятори, а в другому періоді достатньо і одного); .збільшується надійність роботи сушарки при виході з ладу одного з вентиляторів. Технічна характеристика описаних вище конструкцій сушильних камер приведено в табл.1 [1,2,3]. Розподіл агента сушіння по довжині камери з достатньою для практики точністю визначається емпіричною залежністю (1) параболічним рівнянням третього порядку Wx = а о + аіх + а 2 х + а 3 х , П) де W(x) - швидкість витікання повітря із щілини в заданій точці х, м/с; ч - відносна координата, ч=х/Ц ч - відстань від вхідного перерізу каналу до даної точки; L - довжина каналу, рівна довжині камери. В результаті апроксимації експериментальних даних отримані коефіцієнти рівняння (1), представлені в табл.1. Задавшись швидкістю циркуляції агента сушіння в штабелі \Л/щт, можна за рівнянням знайти усереднену, по висоті і довжині перфорованої перегородки швидкість витікання повітря із щілини. Експериментальні дані зазначені суцільними лініями, а теоретичні - штриховими. Як видно з рисунка (Фіг.1...Фіг.6), емпірична залежність більш точно описує характер розподілу, ніж теоретична. Для порівняння рівномірності розподілу агента сушіння при різних параметрах перфорованої перегородки і нагнітального каналу запропонований коефіцієнт нерівномірності, чисельно рівний коефіцієнту варіації - V(w). Результати експериментальних досліджень дозволили встановити залежність рівномірності розподілу агента від відносної площі щілин f і відносної довжини каналу L. Було знайдено, що із зменшенням відносної площі щілини при постійній величині L розподіл швидкості поліпшується. Рівномірність розподілу повітря поліпшується також і при збільшенні відносної довжини каналу (при f=const). Апроксимація експериментальних даних дозволила отримати наступні емпіричні залежності: f = 0.3exp(0.136Vw) (2) L = 13.8exp(-0.65Vw) (3) Вибравши, таким чином, потрібну рівномірність циркуляції агента сушіння Vw, отримаємо оптимальні значення відносної площі щілин f і довжини каналу L [1]. Таблиця 1 Розподіл швидкості за довжиною каналу Середня швидкість агента сушіння в штабелі, \/шт, м\с 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 Як видно із таблиці технічної характеристики (табл.2) різних типів сучасних сушильних камер періодичної дії, конструкційний варіант ЛЛТІ забезпечує в два-три рази рівномірнішу циркуляцію повітря, і, відповідно, більш рівномірний розподіл температурного поля та збільшує до 90% коефіцієнт використання повітряного потоку в камері [1,2,3]. Однак, вказані вище показники можна ще а0 1,76 2,20 2,66 3,10 3,54 3,98 Коефіцієнти рівняння аі а2 16,3 -32,5 19,1 -37,6 22,4 -42,8 25,6 -48,3 28,8 -53,6 32,1 -58,7 а3 17,4 19,9 22,3 24,8 27,4 31,0 покращити за рахунок науково-обґрунтованої перфорації перегородок. Дослідження аеродинаміки цих камер [1] дозволило виявити характер розподілу агента сушіння після перфорованої перегородки, що видно з представлених графіків (ФІГ.1...ФІГ.6) і описано емпіричними залежностями параболічного виду. Для вимірювання кількості 7026 повітря, яке подається через перфоровану перегородку необхідно, відповідно, змінити площу щі лин, використовуючи отриману залежність, як "негатив-решітку", тобто для Таблиця 2 Технічна характеристика сушильних камер періодичної дії ЕжекціоноСПМСПЛК-2 реверсивна 2К Показники Місткість (ємність) в умовному матеріалі Еу 3 м УЛ-2 ЛТА-ПЛЛТІЛЛТІ-1 ЛЛТІ-2 продрев 3 26,6 30,8 15,4 26,6 53,2 26,6 13,3 13,3 22 43 56,5 43 56,5 44,5 60 44,5 60 22 43 56,5 22,5 41,5 48,5 22,5 41,5 48,5 22 40 47 1,2 0,57 0,55 1,17 1,24 0,85 0,73 1,05 1,05 18,7 13,7 13,8 13 23,4 18,8 10,5 15 15 56 Nnm--, кВт/м3 Питома теплова потужність калорифера 26,6 20 34 42 Питома продуктивність Ппит., м3/м3 в год. сушильних камер в умовному матеріалі при роботі в режимах: (м 3 /м 3 ) М'яких Нормальних Форсованих Питома встановлена потужність привода ВеНТИЛЯТОра СПВ62М (УЛ-1) 23 23 28 28 35 12 10 12 50...70 50...70 ЗО... 70 90 90 90 2...3 3...4 5...7 2...3 2...3 2...3 Fnn-r., М 2 /М 3 Коефіцієнт нерівномірності циркуляції V ,% Коефіцієнт використання повітряного потоку, % Відхилення температури від середнього значення в камері, °С. ЗО...70 7...10 50...70 50...70 3...4 3...4 всієї перегородки витікання повітря із отворівщілин буде, згідно із законом нерозривності потоку, кількісно однаковим. Наприклад, якщо задатися коефіцієнтом варіації vw=5...6% (що є в два рази кращим ніж у камерах ЛЛТІ), то за формулами (2) і (3) знайдемо оптимальні значення відносної площі щілин - f та відносної довжини каналу - І. Далі, використовуючи методику викладену в [1], знаходимо середнє значення площі однієї щілини - f0. Величину отвору (щілини) по довжині каналу (fx) знайдемо за виразом 6 Wv f f W,(x) (4) де Wx - відносна швидкість виходу повітря із щілини перфорованої перегородки, (за графіками ФІГ.1...ФІГ.6); W(X) - швидкість виходу із щілини, розрахована за рівнянням 1. Джерела інформації 1. Билей П.В. Сушка древесины твердых лиственных пород. Издание второе, - М.: Экология, 2002. - 224с. 2. Білей П.В., Павлюст В.М. Сушіння деревини. Навчальний посібник. - Л.: Ліга-Прес, 2003. 240с. 3. Сушка древесины. Справочник. Серия «Деревообработка» // составители Алюшин С, Березовский В., Билей П. и др. - К.. ТМА «Тристан», 2004. 440с. 7026 ФІГ. ir.2 Фіг. З Фіг, 4 Фіг. 5 Фіг. 6 Комп'ютерна верстка Д Шеверун Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул Урицького, 45, м Київ, МСП, 03680, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул. Глазунова, 1, м. Київ-42, 01601