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木材常规干燥排气废热回收装置节能研究

作　者: 冯立宁
导　师: 陈广元
学　校: 东北林业大学
专　业: 木材科学与技术
关键词: 木材干燥 集中强制换气 换热器 废热回收
分类号: TS652
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


木材干燥是木制品加工过程中耗能最大的工序,其能耗约占木制品生产总能耗的40%～70%,这其中由排湿损失的热量约占总能耗的15%～40%,因此废热回收很有必要。本研究在理论分析和集中强制换气基础上,从管壳式换热器的设计入手,针对常规木材干燥室排气废热回收进行了研究,设计了一套具有集中强制换气木材干燥室的废热回收装置。该装置由换热器、换向阀、两组热湿空气排气管道和排气风机、两组吸入新鲜干空气的进气管道和进气风机组成,并对此废热回收装置进行了试验测试,结合生产性试验测试分析其基本技术性能及效率,以期为在生产中推广应用提供基本依据。测试结果表明：(1)通过对不同干燥阶段测试,进入干燥室的新鲜干空气通过废热回收装置可以提高温度9～11.9。C,通过废热回收装置后排放的热湿空气温度下降13～16.3℃。(2)废热回收装置在干燥初、中期热回收效果相对后期较为显著,热回收效率约为8.2%～28%,加权平均效率为22%。(3)以一间80m3的木材干燥室为例进行经济性分析：每次回收热量为2.30×107kJ相当于节约热值为29260kJ/kg标准煤786.06kg,以一间干燥室年干燥为11次计算,则每年可节约煤8646.60kg左右。购买风机的价格为2500元,安装一套此设备成本约为16200元,年回收的热量费(标准煤为1157.7元/吨)10010.2元,成本回收为37.8个月。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-14
  1.1 课题背景  8
    1.1.1 我国能源现状与形式  8
    1.1.2 木材干燥能源能耗  8
  1.2 国内外木材干燥研究现状及发展趋势  8-12
    1.2.1 木材干燥方法  8-10
    1.2.2 木材干燥研究现状  10-11
    1.2.3 木材干燥发展趋势  11-12
  1.3 换热器的发展简史、应用及发展趋势  12
  1.4 国内外对木材干燥室废热回收研究  12-13
  1.5 本研究的主要内容  13
  1.6 本研究的主要意义  13-14
2 木材干燥设备进排气系统  14-23
  2.1 木材常规干燥室进排气系统  14-17
    2.1.1 进排气的工作原理  14-15
    2.1.2 木材干燥室进排气设备设计方案  15
    2.1.3 木材干燥室进排气热能理论计算  15-17
  2.2 集中强制换气装置  17-20
    2.2.1 对流换热  17-18
    2.2.2 集中强制换气装置结构  18-19
    2.2.3 集中强制换气装置工作原理  19-20
  2.3 强制集中进排气设备评价  20-22
    2.3.1 气流均匀性评价  20-21
    2.3.2 节能性评价  21-22
  2.4 本章小结  22-23
3 废热回收装置  23-38
  3.1 废热回收装置设计  23-28
    3.1.1 初始条件  23
    3.1.2 换热系数的确定  23-24
    3.1.3 平均换热温差  24
    3.1.4 换热器  24-25
    3.1.5 换热器设计计算方法  25-26
    3.1.6 废热回收装置结构  26-28
  3.2 废热回收装置换热系数的计算  28-30
    3.2.1 定性温度  28
    3.2.2 壳程空气侧换热表面换热系数h_1  28-29
    3.2.3 管程空气侧换热表面换热系数h_2  29-30
  3.3 废热回收装置换热计算  30-37
    3.3.1 理论依据  30-31
    3.3.2 换热器的换热量及其节能理论分析  31-37
  3.4 本章小结  37-38
4 废热回收装置生产试验  38-50
  4.1 废热回收装置安装  38-39
  4.2 废热回收装置工作原理  39-40
  4.3 废热回收装置流体计算  40-42
    4.3.1 阻力损失的计算  40-42
  4.4 通风机的选用  42-44
    4.4.1 排气风机的选用  42-43
    4.4.2 进气风机的选用  43-44
  4.5 废热回收装置测试试验  44-49
    4.5.1 试验地点和材料  44
    4.5.2 试验测试仪器  44
    4.5.3 测试设置  44-45
    4.5.4 进排气风机工作状况  45
    4.5.5 干燥基准  45
    4.5.6 干燥过程中能耗计算  45-46
    4.5.7 试验结果与讨论  46-48
    4.5.8 经济性分析  48
    4.5.9 影响因素分析  48-49
  4.6 性能评价  49
  4.7 本章小结  49-50
结论  50-52
参考文献  52-55
攻读学位期间发表的学术论文  55-56
致谢  56-57

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中图分类: > 工业技术 > 轻工业、手工业 > 木材加工工业、家具制造工业 > 加工工艺 > 制材加工
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