Оптимизация аэродинамического режима работы сушильной камеры

Abstract

Одно из важных направлений развития промышленного производства – переработка древесины, в которой сушка занимает значительное место. Основным в настоящее время является конвективный способ сушки древесины в сушильных камерах. Однако в научной литературе не уделяется должного внимания структуре газового потока в сушильных установках и, в частности, в зазорах между горизонтальными рядами пиломатериалов в штабеле. В то время как воздух, протекающий в пространстве между горизонтальными рядами, способствует нагреву древесины и удалению влаги из пограничного слоя. В статье исследуется аэродинамика экспериментального лесосушильного стенда Института тепло- и массообмена имени А. В. Лыкова НАН Беларуси. Геометрическая структура лесосушильного стенда сложная. Поэтому расчет аэродинамики сушильного агента в камере осуществлен на основе программного комплекса ANSYS Fluent 14.5. Для этого создана расчетная геометрическая модель конвективной камерной сушильной установки. Разработана физико-математическая модель аэродинамики конвективной сушки пиломатериалов в лесосушильном стенде Института тепло- и массообмена. На основе проведенных расчетов выполнен анализ структуры потока сушильного агента, выявлены застойные зоны. Установлено, что лесосушильный стенд работает не в оптимальном аэродинамическом режиме. Для определения оптимального аэродинамического режима сушильной камеры проведены расчеты с учетом дополнительного канала между задней стенкой камеры и штабелем, при отсутствии экрана сверху штабеля и наличии экрана между полом и штабелем, при изменении скорости сушильного агента, различных перепадах давления на вентиляторе, вариации количества межрядовых прокладок. По результатам моделирования предложены рекомендации по оптимизации аэродинамики сушильной установки: необходимо снизить скорость сушильного агента в камере за счет уменьшения перепада давления на вентиляторе с начального (150 Па) до конечного (90 Па), а также установить в сушильной камере дополнительный экран между полом и штабелем.