Secado 21335z

SECADO EJERCICIOS

• EJERCICIO 01

: • Un secador rotatorio que trabaja a presión atmosférica seca 10 toneladas de al día de grano húmedo a 70ºF, desde un contenido de humedad del 10% hasta el 1%. El aire fluye a contra flujo sobre el grano, entra a una temperatura de bulbo seco a 225ºF y una temperatura de bulbo húmedo a 110ºF  y sale a 125ºF bulbo seco.     a)    La humedad del aire que entra del que sale. • La humedad absoluta que entra, se calcula con los datos que nos dan, de temperatura de bulbo seco y bulbo húmedo. En el punto donde se cruzan, seguimos la línea horizontal hasta llegar a los valores de humedad absoluta que nos da: • Habs que entra= 0.0315 Lb agua/ Lb As. • Para la humedad absoluta en la salida, hacemos lo mismo pero con los valores que nos proporcionan en la salida, por lo tanto nos queda. . Hbs en la salida: 0.094.

 

b)    La eliminación de agua en libras por hora. • Para este inciso realizamos un balance de la siguiente manera: • H2O entra del cereal – H2O sale del cereal = 1 tonelada – 0.1 Toneladas. • 0.9 toneladas/día. • 900 Kg H2O/ dia (1 dia/ 24 hrs)(2.204 lb/ 1 kg) • 82.65 lb H2O/ hr.  c)    La salida del producto en libras por día. • Tenemos que hay 9.1 toneladas de producto por día: • 9 toneladas   +   0.1   toneladas   = agua   +  cereal. • Realizamos las conversiones para que nos quede en las unidades: • 9.1 toneladas / dia ( 1000 kg/ 1 ton)(2.204 lb/ 1 kg) • =20056.4 Lb/ día.

d)    El aporte del calor del secador. Suponga que el secador no pierde calor, que el grano se descarga a 100ºF y que su calor específico es 0.18. • Para calcular este inciso lo realizamos con un balance de energía: • Eo + EE – Es – EL = EF. • No hay energía de salida, ni energía perdida, por lo tanto tenemos que la energía que entra es el calor. • Eo= MAS ho + Mc•( To-TR) • Ee= Q • Ef= MAShF + Mc•(Tf-TR) • La ecuación  queda así: • MAS ho + Mc•( To-TR) + Q = MAShF + Mc•(Tf-TR) • Sabemos que nuestra temperatura de referencia es de 32ºF. • Realizamos un balance de masa Wp= Mas (Habs final – Habs inicial) • Wp=0.9 toneladas = 1983.6 Lb H2O/ día. • Sustituyendo los valores tenemos que 198306 Lb H 2O/ día. = Mas (0.095 – 0.032) • Mas= 31485.71 Lb AS/día.

• Para encontrar las entalpías, se checan en tablas • Tenemos que la entalpia inicial a 225ºF es ho= 92.5 btu/Lb AS. • Y para la entalpia final con 125ºF es hf= 136.2 btu/LbAS. • Ya con estos datos podemos sustituir en la ecuación inicial. • MAS ho + Mc•( To-TR) + Q = MAShF + Mc•(Tf-TR) • 1 ton(92.5 btu/Lb AS) + 10 ton( 0.18)(225ºF – 32ºF) + Q = 9.1 ton(136.2 btu/Lb AS) + 10 ton(0.18)(125ºF – 32ºF)

  • Q= 1406.82 – 1272.4       Q= 490000 kJ/ton AS.

 EJERCICIO 02

:

El suministro de aire para una secadora tiene una temperatura de bulbo seco de 32°C y una temperatura de bulbo húmedo a 25.5°C. Este aire se calienta hasta 90°C mediante bobinas y se introduce a un secador donde se enfría a lo largo de una línea de enfriamiento adiabático conforme capta humedal del material en deshidratación y sale del secador totalmente saturado.       a)    ¿Cuál es el punto de rocío del aire inicial? • Con el mismo procedimiento que en el inciso a) problema anterior, calcularemos la temperatura de rocío sólo que en este caso tomamos la TBS= 32°C y TBH= 25.5°C. • TR=23°C       b)    ¿Qué humedad tiene? • En las cartas psicométricas ubicamos nuestro punto y sobre él, nos movemos hacia la derecha horizontalmente hasta la primera línea de valores. • Este dato se calcula a precisión de cada quién, sin interpolaciones. • Ĥabs= 0.018 kg/KgAS.

c)    ¿Qué porcentaje de humedad relativa tiene? • Vamos a nuestro punto. Revisando las líneas que tenemos ubicamos las que contienen %, esa es la humedad relativa. El punto está ubicado exactamente sobre el 60% • HR= 60% •     d)    ¿Cuánto calor se necesita para calentar 100 m 3 de aire  que entre en el secador? • Hacemos un Balance de energía. • E0 + EE – ES – EL =EF • Cuando hay una variación térmica generalmente sólo se toma en cuenta la Energía térmica. • E0= mh0 • EF= mhF

• EE= Q • ES= 0 No hay salida de calor ni de trabajo. • EL= 0 suponiendo que no hay pérdidas.  • mh0 + Q – 0 – 0 = mhF • Primero se calcula la entalpía inicial: • En tablas la entalpía son los valores que están junto a la temperatura de bulbo húmedo y de rocío. Pero conforme tu punto se mueve en tu gráfico existe una variación por lo tanto hay que realizar un ajuste. • h0= 79.7 KJ/ KgAS • Interpolamos y sacamos el valor de 0.1037. Ponemos la regla entre los valores. Y multiplicamos el valor medido de la entalpía menor al punto de entalpía por la deferencia entre la mayor menos la menor y se divide entre el valor medido con la regla. El valor obtenido se le resta a la entalpía. • h0= 79.7 – 1.1037 • h0= 79.59 KJ/KgAS

• Para la entalpía final, como se encuentra sobre la línea de saturación no hay que ajustar nada por lo tanto: • hF= 361 KJ/KgAS • Para obtener la masa, usaremos el volumen dado dividido entre el volumen específico que obtengamos de las cartas. • m= v / ^v • m= 100 m3 / (0.8892 m3/kg) = 112.46 kg • (112.46 kg)(79.59 KJ/kg) + Q = (112.46 kg) (361 KJ/ kg) • Q= 40598.06 kJ – 8950.6414 kJ • Q= 31647.3686 Kj  e)  ¿A qué temperatura sale el aire del secador? • Como el aire que sale del secador es saturado, tiene la misma temperatura de bulbo seco que de bulbo húmedo, ya que se encuentra sobre la curva de saturación. Por lo tanto: • TBH=90°C • TBS=90°C