mc-secado

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MUESTRAS DE CÁLCULOS 1. Calculo del promedio del tempo promedio para la caracterización del aire por medio del diagrama psicrometrico. = EC 1 = (2 + 4 + 6) 3 = 12 De igual manera se determinó para los demás tiempos así como para la temperatura de bulbo húmedo y bulbo seco ver tabla 7 y 8 2. Calculo del volumen húmedo entrada de la bandeja = + % 100 2 = 0,92 + (0,87 − 0,92) ∗ 49 100 = = 0,4508 De manera análoga se determinó el volumen húmedo para los demás datos en la entrada de la bandeja ver tabla 7 3. Calculo del volumen húmedo salida de la bandeja = + % 100 3 = 1,5438 + (0,987 − 1,5438) ∗ 3 100 = = 0,04638 De manera análoga se determinó el volumen húmedo para los demás datos en la salida de la bandeja ver tabla 8. 4. Calculo de la Entalpia húmeda entrada de la bandeja ℎ= + EC 4

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Informe tecnico de Operaciones unitarias, formulas de de secado continuo

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  • MUESTRAS DE CLCULOS1. Calculo del promedio del tempo promedio para la caracterizacin del aire por

    medio del diagrama psicrometrico.= EC 1= (2 + 4 + 6)3 = 12

    De igual manera se determin para los dems tiempos as como para la temperatura debulbo hmedo y bulbo seco ver tabla 7 y 8

    2. Calculo del volumen hmedo entrada de la bandeja= + %100 2= 0,92 + (0,87 0,92) 49100 == 0,4508De manera anloga se determin el volumen hmedo para los dems datos en la entrada dela bandeja ver tabla 7

    3. Calculo del volumen hmedo salida de la bandeja= + %100 3= 1,5438 + (0,987 1,5438) 3100 == 0,04638De manera anloga se determin el volumen hmedo para los dems datos en la salida de labandeja ver tabla 8.

    4. Calculo de la Entalpia hmeda entrada de la bandeja = + EC 4

  • = 122 + (23 122) 49100 =Hh=59,78 Kj/Kg

    De la misma manera se determinan las dems entalpia hmedas para los dems datos a laentrada de la bandeja ver tabla 75. Calculo de la Entalpia hmeda a la salida de la bandeja = + EC 5

    = 1250 + (780 1250) 3100 =Hh= 37,7 Kj/Kg

    De la misma manera se determinan las dems entalpia hmedas para los dems datos a lasalida de la bandeja ver tabla 8.6. Calculo del calor hmedo en la entrada de la bandeja= + ( ) EC 6= 0,26 + 0,45 0,017= 0,2677 De forma anloga se determinan los dems calores hmedo para los otros datos y seencuentran reflejado en la tabla 77. Calculo del calor hmedo en la salida de la bandeja= + ( ) EC 7= 0,26 + 0,45 0,011= 0,2649 De la misma manera se determina los calores hmedos restante para la salida de la bandejaubicada en la tabla 8.

  • 8. Calculo del caudal dentro del secador.

    Qv= CdA ( , ) EC 8Donde:

    Qv= Caudal Volumtrico ( ).

    Cd= Coeficiente de arrastre.

    A= rea.

    P= Diferencia de altura manomtrica (Pa).= Densidad.= Relacin de dimetro para la placa orificio.

    9. Calculo del rea.

    A= EC 9A= (00,6) = 2,827 10

    10. Calculo de la presin.

    P= h g EC 10Donde:h= Diferencial de altura manomtrica (m). = Densidad del agua a 30 C (Kg m ).g = gravedad (m s ).

    P= 995,7 0,212m 9,8

    P= 2068,66 PaAsumiendo que el rgimen es turbulento, tenemos un reinold de 110 , entonces elcoeficiente de descarga obtenido es Cd= 0,65. Ver anexo #1, entonces:

  • Sustituyendo en la ecuacin 8

    Qv= 0,65 2,827 10 ,, / ( , )Qv= 0, 1255 /s

    11. Calculo del Reynolds.

    RE= EC 11Donde:

    Re= Reynolds.

    = viscosidad del aire a 75 C.

    RE= , / , / ,, Re= 372,12 Rgimen laminar.

    Se debe calcular nuevamente el caudal en rgimen laminar y con un Re= 372,12 el Cd=0,81. Ver figura #1, entonces:

    Qv= 0,81 2,827 10 ,, / ( , )Qv= 0,1556 /s

    Re= , / , / ,, Re= 461,21 Rgimen laminar.

    Con un Re= 461,21 el Cd= 0,813. Ver figura #1, entonces:

    Qv= 0,8132,827 10 ,, / ( , )Qv= 0, 1563 /s

  • Re= , / , / ,, Re= 463,44

    12. Calculo del Porcentaje de error.

    % Error = 1oo EC 12

    % Error = , ,, 100= 0,45Todos estos datos se encuentran reflejados en la tabla #6.

    Mtodo de la estufa.

    13. Determinacin del solido seco.

    Xe= 1 EC 13Donde:

    Xe= humedad del slido en base seca mtodo de la estufa (kgH2O/KgSS).

    SHe= Peso del slido hmedo mtodo de la estufa (g).

    STe= Peso del slido totalmente seco mtodo de la estufa (g).

    Xe= , , 1Xe= 2,3333g

    Nota: despejando de la Ec 13 obtenemos:

    STSe= EC 14Donde:

    STSe= slido totalmente seco, secador de tnel (g).

    Xe= Slido seco, mtodo estufa (g).

  • SH= slido hmedo (g).

    14. Determinacin del solido hmedo secador de tnel.

    SH= m2-m1 EC 15Donde:

    SH= slido hmedo (g).

    m2= Solido hmedo (g)

    m2= Peso de la bandeja ms rejilla (g).

    SH= (2709,9 2541,2) g= 168,7 gDe igual forma si realizan los clculos para las dems masa de bandeja y se encuentranreflejado en la tabla 9

    Sustituyendo en la ecuacin 14

    STS= ,, =STS= 50,6105 g

    De similar forma si realizan los clculos para los dems pesos y se encuentran reflejado enla tabla 9

    15. Calculo de la Humedad del slido en base seca.

    X= 1 EC 16Donde:

    X= Slido seco en base seca (KgH2O/KgSS).

    SH= Solido hmedo (KgH2O).

    STS= Slido totalmente seco (kgSS).

  • X= ,, 1X= 2,3333 KgH2O/KgSS

    De similar forma si realizan los clculos para los dems pesos y se encuentran reflejado enla tabla 9

    16. Calculo de la Humedad libre.

    XL= X - X* EC 17

    Donde:

    XL= Humedad libre (KgH2O/KgSS).

    X= Humedad del slido en base seca (KgH2O/KgSS).

    X*= Humedad en equilibrio (KgH2O/KgSS).

    XL= (2,3333 0,3258) KgH2O/KgSS

    XL= 2,0075 KgH2O/KgSS

    De similar forma si realizan los clculos para las dems humedades libres y se encuentranreflejado en la tabla 9

    17. Calculo de la Humedad libre media.

    = EC 18

    Donde:

    XL2 y XL1= Humedad libre.

    = , ,= 1,6607 KgH2O/KgSS

  • De similar forma si realizan los clculos para las dems humedades libres medias y seencuentran reflejado en la tabla 9

    18: Calculo de la Velocidad de secado.

    Nc= = EC 19

    Donde:

    Nc= Velocidad de secado (Kg/ )t2 y t1= Tiempo (h)

    STS= Slido totalmente seco (KgH2O/KgSS).

    A= rea de la bandeja (m2).XL= Humedad libre (KgH2O/KgSS).

    19. Calculo del rea de la bandeja de secado.A= ab EC 20

    Donde:

    a= Altura de la bandeja (m)b= Base de la bandeja (m)

    A= (0,30,3)= 0,09

    Sustituyendo en la Ec 19

    Nc= - , , ( , , ) /( , , )Nc= 3, 37936 / ckj

    De similar forma si realizan los clculos para las velocidades y se encuentran reflejado en latabla 9

    20. Determinacin del coeficiente de transferencia de calor y masa

  • Como el secador de tnel es de tipo discontinuo la ecuacin ha usar es:

    = EC 21Donde:

    ky = coeficente de transferencia de masa Kg d airem h Chc = coeficiente de tranferencia de calor Kcalm h CCs = Ch = calor humedo Kcalkg C Como el aire fluye perpendicularmente a la superficie del secado estn en secador

    entonces la ecuacin a utilizar es:

    = . = . . EC 22Donde se determina de la siguiente manera:= = EC 23Donde el calor hmedo en la entrada de la bandeja se calcula por la siguiente ecuacin: = EC 24En la cual:Ch1(0 min) = 0,2677 kcalkg CCh2(6 min) = 0,2672 kcalkg CSustituyendo en la ecuacin 24

    = (0,2677 + 0,2672) kcalkg C2 = 0,26745 kcalkg C21. calculo del gas hmedo a la salida de la bandeja

  • 2 = = EC 25Donde 2 = EC 262 = 0,1563 1,0195 = 0,15935

    A= 0,09Sustituyendo en la ecuacin 25:2 = 0,159350,09 = 1,7705 .En el cual: 2 = EC27Donde:

    VH2= Promedio de los volmenes hmedos en la salida de la bandeja de secado2 = = EC 282 = 0,987 + 0,9812 = 0,984Sustituyendo en la ecuacin 27

    2 = 0,15630,984 3 = 0,1588Sabiendo que 2 = + dividimos la ecuacion entre .= + EC 29Simplificando la ecuacin 29 nos queda:= 1 + 2 EC 30

  • Donde:Habs2 = promrdio de las humedades absolutas a la salida de la banejaHabs2 = Habs = 0,671032 = 0,02096 2

    Del mismo modo se determina la humedad absoluta a la entrada dela bandeja del secador conun valor de Habs1 = 0,0271165 2Sustituyendo en la ecuacin 30:1,7705 . 2 = 1 + 0,02096 2Despejando Gs haciendo los arreglos matemticos= 1,73415 2. 2Del mismo modo partiendo de la siguiente ecuacin:= 1 + 1 EC 3111,73415 2. 2 = 1 + 0,0271165 2Despejando 1 haciendo los arreglos matemticos1 = 1,78126 . 2Sustituyendo en la ecuacin 23= (1,78126 + 1,7705) . 22= , . 2Sustituyendo en la ecuacin 22 = (1,77588) , = 1,2362 . .

  • Sustituyendo en la ecuacin 21 obtenemos el coeficiente de transferencia de masa

    = 1,2368 . 2. 0,26745 = 4,6242 . 2. 22. calculo del tiempo de secado del slido.

    Tiempo de secado empleado en el periodo constante

    El tiempo de secado numero dos (TII) se determina por la siguiente ecuacin:T = ( ) EC 32Donde:

    Ls= relacin de solido por secador de tnel

    Xc= humedad critica.

    Nc= velocidad de secado a la Xc.

    Xi= humedad inicial.

    Xc; Nc y Xi se obtienen del anexo 4

    Sustituyendo en la ecuacin 32T = 0,050610,09 1,3 (0,72 1,22) 0T = 0,2163 Tiempo de secado para el periodo decreciente

    El tiempo de secado nmero tres TIII se calcula por la siguiente ecuacin:= EC 33

  • Donde se determina por el mtodo de Simpson por la ecuacin.= [ + 4 + 2 + 4 + 2 + 4 + ] EC 34

    Sabiendo que: h = = EC 35Xf hmeda final

    n= nmero de veces que se divide = (0,72 0)6 = 0,12Sustituyendo en la ecuacin 34= 0,123 [0 + 4 12,05+ 2 5 + 4 2,5 + 2 1,33 + 4 1,25 + 0,77]= 3,0652

    humedadlibre

    mediaNc 1/Nc

    0 0 00,12 0,083 12,050,24 0,2 5,000,36 0,4 2,500,48 0,75 1,330,6 0,8 1,25

    0,72 1,3 0,77

    Sustituyendo en la ecuacin 33= 0,050610,09 3,0652 = 1, 714 El tiempo total de secado es:

  • = + EC 36= 1, 714 + 0,2163 = 1,9303