CC BY
20
Висновок
Значення показника швестицшно! привабливостi лiсового господар-ства областi е найбiльшим, а виробництва меблiв - найменшим. 1з сорока дослiджуваних показникiв лiсопромислового комплексу Льв1всько1 областi, якi видiлено у табл. 2, двадцять потребують штатного покращення.
УДК 674.047 1нж. Ю.Л. Безноско1 -ДП "ХмельницькеЛГ"
МЕТОДИКА ВИЗНАЧЕННЯ ВИТРАТ ТА ВТРАТ ТЕПЛОВО1 ЕНЕРГ11 У ПРОЦЕСАХ СУШ1ННЯ ПИЛОМАТЕР1АЛ1В
Наведено методику визначення i розрахунку корисних витрат та втрат теплово! енергл у процес сушiння. Встановлено, що для зменшення втрат теплоти через ого-родження сушильного пристрою потрiбно: застосовувати конструкцп огороджень, якi складаються iз матерiалiв з великим термiчним опором теплопровщносп стiнок; уникати застосування матерiалiв з високою теплопровщшстю як конструктивних елементсв стiн i, особливо, дверей.
Eng. Yu.L. Beznosko - DP "Khmelnitske LG"
A method of determination of charges and losses of thermal energy in processes of saw an timbers drying
The method of determination and calculation of useful charges and losses of thermal energy in the process of drying has been presented. It is set that for diminishing of losses of warmth it is necessary through the protection of drying device: to apply the constructions of protections, which consists of materials with large thermal resistance of heat-conducting of walls; to avoid application of materials with a high heat-conducting, as structural elements of sthenes and especially doors.
Ефектившсть використання теплово! енерги у процесах сушшня в за-гальному вид1 описуеться р1внянням теплового балансу (1) та теплового ко-ефщ1ента корисно! ди - nQ (2). Загальна кшьюсть теплово! енерги (Qz), яка подаеться вщ 11 джерела (котельш) до споживача (сушильно! камери), витра-чаеться на корисну роботу - сушшня матер1алу (QM) та сумарш втрати тепло-во! енерги ZQb^. Отже,
Qz= Qm +zQвтp, кВт. (1)
На основ! виразу (1) визначають ефектившсть використання теплово! енерги в певному пристро!
nQ = ^ -100%. (2)
qz
Корисш витрати теплоти на процес сушшня (QM) складаються з витрат теплоти на початкове нагр1вання матер1алу (QM), витрат теплоти на випа-ровування вологи 1з матер1алу ) та витрат теплоти на виконання допом1ж-них технолопчних операцш (Q^), як забезпечують яюст показники вису-шуваного матер1алу. Отже, корисш витрати теплоти в процес сушшня визна-чають за формулою
1 Наук. кер1вник: проф. П.В. Бшей, д-р. техн. наук - НЛТУ Укра!ни, м. Льв1в
3. Технологiя та устаткування деревообробних шдприемств
109
Нащональний лкотехшчний унiверситет Украши
Qm=Q'm+Qc +Qxex. (3)
Bитрaти тeплoти нa no4araoBe нaгрiвaння мaтeрiaлу визнaчaють 3a фoрмулoю
QM = M • С • —, кВт, (4)
Тн
дe: M - Maca рeчoвини (мaтeрiaлу), кг; С - ceрeдня питoмa TennoeMHÍcTb Ma-тeрiaлу, кДж/(кг-°С); At - рiзниця мiж кiнцeвoю i пoчaткoвoю тeмпeрaтурaми прoцecу нaгрiвaння, °С; тн - тривaлicть нaгрiвaння, c.
Koриcнo витрaчeну тeплoту m прoцec випaрoвувaння вoлoги Í3 MaTe-piany (cушiння) мoжнa визнaчити 3a фoрмулoю
Qc =T ¿ Mi (Ii - ce • to ), кВт, (5)
Tc i=1
дe: Mi - кiлькicть (Maca) вoлoги, якa видaлeнa Í3 мaтepiaлy пpoтягoм i-тoï cTy-пeнi peжимy, кг; It - eнтaльпiя вoдянoï пapи 3a тeмпepaтypи aгeнтa cyшiння нa виxoдi Í3 штaбeля мaтepiaлy нa i-ToMy cтyпeнi peжимy cyшiння, кДж/кг; св -питoмa TennoeMHÍcTb вoди 3a тeмпepaтypи aгeнтa cyшiння нa виxoдi Í3 штaбe-ля мaтepiaлy, кДж/(кг°С); t0 - тeмпepaтypa oтoчyючoгo cepeдoвищa, °С; Tc -TpmanicTb пpoцecy cyшiння, c.
Kop^Ha витpaчeнa тeплoтa нa викoнaння дoпoмiжниx тexнoлoгiчниx oпepaцiй (QTex) cклaдaeтьcя з тeплoти, витpaчeнoï нa здiйcнeння пpoмiжниx тeплoвoлoгooбpoблeнь (QT.o), кoндицioнyвaльнoгo тeплoвoлoгooбpoблeння (Qmhä) Ta кiнцeвoгo дocyшyвaння MaTepiany пюля кoндицioнyвaння (Qд). Вит-paти Tennora Ha пpoмiжнi тeплoвoлoгooбpoблeння визнaчaють 3a фopмyлoю
Qt.o =— ¿ Mi • Ci • Тм , кВт, (б)
TT.o i=1
дe: Mi - Maca MaTepiany 3a ¿-того пpoмiжнoгo тeплoвoлoгooбpoблeння, кг; Ci -nrnoMa TennoeMHÍcTb мaтepiaлy 3a ¿-того пpoмiжнoгo тeплoвoлoгoбpoблeння, кДж/(кг•K); Тм - TeMnepaTypa aгeнтa cyшiння 3a змoчeним TepMoMeTpoM 3a i-Toro тeплoвoлoгooбpoблeння, K; tto. - TpmanicTb дaнoгo пpoмiжнoгo TennoBo-лoгooбpoблeння, c; к - кшьюеть пpoмiжниx тeплoвoлoгooбpoблeнь.
Bитpaти тeплoти Ha кoндицioнyвaння MaTepiany визнaчaeтьcя 3a фop-
мyлoю
Q^ = M 'C ^Тм , кВт (V)
"^c.o
дe: M - Maca мaтepiaлy тд 4ac кoндицioнyвaння, кг; C - nrnoMa TennoeMHÍcTb MaTepiany пiд 4ac кoндицioнyвaння, кДж/(кг•K); Тм - TeMnepaTypa мaтepiaлy пiд 4ac кoндицioнyвaння, K; тк.а - тpивaлicть кoндицioнyвaння, c.
Bитpaти тeплoти Ha дocyшyвaння MaTepiany пicля кoндицioнyвaння визнaчaють 3a фopмyлoю
Qд = M •<12 -Cet0), кВт, (8)
Тд
110
Збiрник нaуково-технiчних праць
дe: M - Maca MaTepiany пiд 4ac кoндицioнyвaння, кг; I2 - тeплoвмicт aгeнтa cy-шiння Ha виxoдi i3 мaтepiaлy, кДж/кг; Ce - TeMoeMHicTb в0ди, кДж/(кг^°С); to -TeM^paTypa нaвкoлишньoгo cepeдoвищa, °С; тд. - тpивaлicть дocyшyвaння, c.
Ta^M чин0м, витpaти тeплoти Ha дoпoмiжнi тexнoлoгiчнi o^pa^i' cклaдaють cyMy питомж витpaт Ha пpoмiжнi тeплoвoлoгooбpoблeння, к0нди-цioнyвaння i дocyшyвaння
Q Tex = Q T.0 + Q^ + Qд, кВт. (9)
BTpara тeплoвoï eнepгiï y ^o^ci cyшiння (E Qвтp ) cклaдaютьcя 3: втpaт тeплoти 4epe3 oгopoджeння y пpoцeci пoчaткoвoгo нaгpiвaння MaTepi-any, випapoвyвaння 3 нь0г0 в0л0ги Ta викoнaння дoпoмiжниx тexнoлoгiчниx oпepaцiй (E Q0r ); втpaт Te^nora i3 вiдпpaцьoвaним пoвiтpям (E Q™ ) y ^o-
цeci випapoвyвaння в0л0ги i 3 MaTepiany (tc) Ta пiд 4ac кoндицioнyвaння (тк0) i дocyшyвaння (тд); втpaт тeплoвoï eнepгiï пiд 4ac ïï тpaнcпopтyвaння вiд джe-peлa д0 cпoживaчa (QTp); втpaт тeплoвoï eнepгiï Ha пoчaткoвe нaгpiвaння ^до-тpoю Ta ycтaткyвaння, Щ0 e в HboMy i aгeнтa oбpoблeння (Qo); втpaти тeплoти, якi зaлeжaть вiд дocкoнaлocтi cиcтeм тeплoпocтaчaння Ta aвтoмaтизaцiï pe^-
лювaння пpoцecoм cyшiння (QR). Отжe, зaгaльнa кiлькicть втpaт тeплoвoï
eHepriï Ha пpoцec cyшiння cтaнoвить
E Qвтp =E Qoг +Рвип + QTp + Qo + Qк , кВт. (1o)
BTpara тeплa 4epe3 oгopoджeння визнaчaютьcя для к0жн0г0 типу (ctí-ни, шдл0ги, двepeй, cтeлi) oкpeмo 3a фopмyлaми (11, 12) для cepeдньoï TeM^-paтypи пpиcтpoю i нaвкoлишньoгo cepeдoвищa 3a вcю тpивaлicть пpoцecy cy-шiння.
Bтpaти тeплa 4epe3 oгopoджeння пpиcтpoю
Qaг = E Fi • ki • (tc — 7o ) • 1o—3, кВт, (11)
дe: Fi - пл0шд пoвepxнi oкpeмoгo oгopoджeння, м2; ki- кoeфiцieнт Te^^^pe-дaчi дaнoгo oгopoджeння, який poзpaxoвyeтьcя 3a фopмyлoю
ki =-1-, Вт/(м2-°С), (12)
г 1 m Si 1 v y v y
—+E +—
a1 i=1 X a2
дe: a1, a2 - вiдпoвiднo кoeфiцieнт тeплoвiддачi внyтpiшньoï i зoвнiшньoï ctíh-ки i пpиcтpoю, Вт/(м ^°С); 5¿ - тoвшинa дaнoгo oгopoджeння, м; X¿ - кoeфi-цieнт тeплoпpoвiднocтi дaнoгo oгopoджeння, Вт/(м^°С); m - кшьюеть шapiв oгopoджeння.
Bтpaти Te^na 4epe3 oгopoджeння (E Q0г ) He п0винш пepeвишyвaти 3...5 % вщ тeплoвoï пoтyжнocтi пpиcтpoю. Ц мoжнa дocягнyти пiдбopoм кoнcтpyкцiï Ta мaтepiaлiв для oгopoджeння. Bтpaти Te^nora i3 вiдпpaцьoвa-ним пoвiтpям визнaчaютьcя 3a фopмyлoю
( I — I л Qвип = 1ooo^-^ — Ce • tм • Mp , кВт, (13)
d2 — do
/
3. Технолопя Ta устaткувaння деревообробних пiдприeмств
111
Нащональний лкотехшчний унiверситет УкраТни
де: 12, d2 - вiдповiдно тепловмiст (кДж/кг) i вологовмiст (г/кг) повiтря на ви-ходi вiд матерiалу; 10, do - вiдповiдно тепловмiст (кДж/кг) i вологовмiст (г/кг) свiжого повпря, що поступае в камеру; Св - питома теплоемшсть води, кДж/(кг-°С); Мр - розрахункова кiлькiсть вологи, яка випаровуеться за час су-шшня, кг/с.
Втрати теплоти шд час транспортування теплоносiя вiд джерела до споживача визначаеться за формулою
0 тр = ^ Р • К (1 т-1 с) • 10-3, кВт, (14)
де: ^ - сумарна площа тепловщдавально! поверхш трубопроводу, м2; К - ко-ефщент теплопередачi теплоiзольованого трубопроводу, Вт/(м ^°С); ¿т, 1с -вщповщно температура теплоносiя i середовища, через яке проходить тру-бопровщ, °С.
Втрати теплоти на початкове на^вання пристрою та устаткування i середовища в ньому важко шддаеться розрахунку. На основi практичного досв^ експлуатаци обладнання, апаратiв i пристро!в для теплового оброб-лення i сушiння рiзних матерiалiв у целюлозно-паперовiй i деревообробнiй промисловостi величина (0о) не повинна перевищувати 10...15 % вщ загаль-но! теплово! потужност агрегата. Сюди також включено втрати теплоти, що виникають як стохастичш збурення.
Втрати теплоти через недосконалють систем теплопостачання та автоматичного регулювання процесом сушiння доцiльно роздшити на вiдповiднi групи. Основними елементами системи теплопостачання е калорифери (теп-лообмiнники, трубопроводи, запiрно-регулювальна апаратура i конденсато-вiдвiдники при паровому теплопостачанш). Щоб зменшити втрати теплоти в системi теплопостачання, потрiбно:
• надшно тепло1золювати трубопроводи для подач1 теплонос1я до пристрою 1 вщводу ввд нього до джерела теплово! енерги ( наприклад, котл1в);
• забезпечити зашрно-регулювальною апаратурою (крани, вентат, клапани, за-сувки), забезпечити герметичтсть 1 надштсть у робот! з малою шерцштстю;
• вщрегулювати роботу конденсатоввдвщнишв;
• збшьшити коефщ1ент корисно! ди теплообмшника.
• Щоб зменшити витрати теплово! енергп в систем1 автоматичного регулювання процесом сушшня, потр1бно:
• розробити програмне забезпечення ведення процесу сушшня зпдно з задани-ми режимами;
• зменшити теплову шерцштсть обладнання 1 систем автоматичного управ-лшня процесом сушшня;
• забезпечити малу шерщйтсть 1 високу точтсть систем автоматичного контролю за режимними параметрами 1 станом матер1алу;
• забезпечити штегрований зворотнш зв'язок мiж системами автоматизованого контролю 1 управлшня процесом сушшня.
Висновки
Щоб шдвищити ефективнiсть використання теплово! енергп в проце-сах сушiння необхiдно зменшити И витрати. Для зменшення втрат теплоти через огородження сушильного пристрою необхщно: застосовувати конст-
112
Збiрник науково-технiчних праць
рукцп огороджень, як складаються iз матерiалiв з великим термiчним опором теплопровщност стiнок; особливу увагу звернути на можливють появи температурних ммостикiвм, тобто уникати застосування матерiалiв з високою теплопровiднiстю, як конструктивних елементiв стш i особливо дверей.
Для зменшення втрат теплоти iз вiдпрацьованим повггрям необхiдно: забезпечити гiдро- i теплоiзоляцiю внутрiшнього простору сушильного пристрою; забезпечити синхронну роботу припливно-витяжно! вентиляци су-шильних пристро!в; встановити на витяжних каналах рекуперацшш установки для пщ^ву свiжого повiтря, яке подаеться в сушильну установку, що дасть змогу зменшити витрати теплово! енерги на 10 ^ 15 %; встановити на мющ припливно-витяжних каналiв спецiальнi кондицiонери, якi осушувати-муть повггря, яке ранiше викидалось в атмосферу, що дасть змогу повшстю використати теплоту, яка була витрачена на випаровування вологи, повернувши 11 в сушильний пристрш i таким чином зменшити до 30 % кшьюсть тепла, що йде на процес сушшня.
Для зменшення втрат теплоти на транспортування теплоноЫя потрiбно: максимально наблизити джерело теплово! енерги (наприклад, ко-тельню) до споживача - сушильного пристрою; теплоiзолювати вiдкритi по-верхнi трубопроводiв, системи циркуляци повiтря (повiтропроводи, що вихо-дять за межi внутршнього простору сушарки).
Для зменшення втрат теплоти на початкове на^вання сушильного пристрою i його обладнання потрiбно: зменшити технологiчнi перерви мiж циклами сушшня; застосовувати менш матерiаломiстке внутршне устатку-вання сушильних пристро!в.
Дотримання наведених вище рекомендацiй дасть змогу зменшити до 30 % витрати паливно-енергетичних ресуршв у деревообробнiй промисловост^
Л1тература
1. Б|лей П.В., Павлюст В.М. Сушшня та захист деревини : пщручник. - Льв1в : Вид-во "Кольорове небо", 2008. - 312 с.
2. Б|лей П.В. Науково-техшчш основи ресурсозбер1гаючих технологий теплово! оброб-лення 1 сушшня деревини // Св1т мебл1в 1 деревини. - К., 2004. - № 2. - С. 42-44.
3. Озаркчв 1.М., Б|лей П.В., Максим1в В.М., Соколовський 1.А. та ш. Теплов1 проце-си деревооброблення. - Льв1в : РВВ НЛТУ Украши, 2008. - 264 с.
УДК674.08:662.818 Доц. В.В. Гомонай, канд. техн. наук;
доц. М.В. Гомонай-Стрижко, канд. екон. наук - НЛТУ Украти, м. Львiв
ПОГЛЯД НА ВИРОБНИЦТВО ТВЕРДОГО Б1ОПАЛИВА
З ДЕРЕВНИХ В1ДХОД1В
Дослщжено технолопю подр1бнення р1зних деревних вщход1в, сушшня 1 пре-сування деревно! маси у тверде бюпаливо. Проанал1зовано р1вень теплотворно! здат-ност деревини, твердого бюпалива; подано рекомендаци щодо оргашзацп !х вироб-ництва на тдприемствах люового комплексу.
3. Технолопя та устаткування деревообробних шдприемств
113
