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Informe tecnico de Operaciones unitarias, formulas de de secado continuoTRANSCRIPT
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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
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= 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.
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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:
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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
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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).
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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).
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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
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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
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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
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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
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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 . .
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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
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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:
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= + EC 36= 1, 714 + 0,2163 = 1,9303