PRÁCTICA NO. 9. PRÁCTICA DE CAMPO 3. DISEÑO DE UN SECADOR DE CHAROLAS POR LOTES

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- Defina la masa que secará

Masa a secar = 100 kg

- Utilice, en base a la práctica realizada, la superficie por unidad de masa seca

Área promedio de un trozo de papa = 24.87 cm2 x 2 caras = 49.74 cm2

Porcentaje de humedad en 10 gr de papa = 77% 2.3 gr de sólido seco [pic 6]

Con 2.3 gr Ss en 10 gr A+Ss, [pic 7]

Área total de secado = 49.74 cm2 x 27 papas = 1343 cm2 = 0.1343 m2

[pic 8]

- Estime, con la densidad del material a secar, el volumen de material a secar

Altura de una papa= 0.3 cm

Área superficial = 24.87cm2

Volumen = 7.461 cm3

Volumen papa charola (27 papas por charola) = 201.44 cm3 = 2.0144x10-4 m3

Masa papa = 0.305 Kg

[pic 9]

[pic 10]

- Con la masa que secará, el sólido seco de esa masa y la relación del punto 3, estime la superficie total

[pic 11]

- Utilizando la superficie de una charola del secador defina, con el valor del punto 5, el número de charolas.

- Dimensiones reales de la charola:

Largo Charola = 0.405 m.

Ancho Charola = 0.260 m.

Altura = 0.15 m.

- Dimensiones de la charola industrial (aumentando 2.23 veces el largo y ancho):

Largo Charola = 0.903 m.

Ancho Charola = 0.5798 m.

Altura = 0.05 m

[pic 12]

- Defina el área de circulación del gas recirculado en función del espacio libre entre charolas y el ancho de dos series de charolas

Largo de charola = 0.903 m 0.91 m[pic 13]

Espacio entre las charolas = 0.05 m

[pic 14]

- Calcule el flujo másico de gas seco considerando una velocidad del gas de 2.5 m/s y el área del punto anterior y las condiciones del gas que empleó en la práctica

Volumen específico del aire de secado = 0.951 m3/kg ρ = 1.051 kg/m3[pic 15]

[pic 16]

- Aplique un porcentaje de recirculación del 85% y con ese valor, estime la cantidad de gas que entra y sale del secador.

[pic 17]

- Determine la capacidad del ventilador que se empleará para mover el gas, en función de la caída de presión que se aplicará, la cual se buscará bibliográficamente

Flujo volumétrico de aire = (2.5 m/s)(1.001 m2) = 2.5025 m3/s

Con una caída de presión media en el ventilador axial de 40 Pa y una eficiencia del 70% determinamos que la potencia es:

[pic 18]

- Determine, utilizando los flujos de gas de recirculación y gas a la entrada, la cantidad de calor requerido

Cp = 4.184 KJ/kg ºC

mº = 2.63 kg/s

H2 = [Tg = 56 ºC, HR = 12 %] = 88.80 KJ/kg

He = [Tg = 24.9 ºC, HR = 56 %] = 53.21 KJ/kg

[pic 19]

[pic 20]

[pic 21]

[pic 22]

[pic 23]

- Diseñe un intercambiador de calor que proporcione la energía al gas de calentamiento utilizando gas doméstico.

Se decidió utilizar un quemador de gas LP para calentar el gas, el diseño se tomó de un modelo de quemadores PYPESA Mod-50, que fue elegido por su tiempo de vida grande y su gran eficiencia.

[pic 24]

- Defina las dimensiones del secador en función del volumen ocupado por las charolas más el volumen del ventilador y el intercambiador de calor.

Largo = 3.25 m

Ancho = 2.20 m.

Altura = 2 m

[Imágenes presentadas en el punto final de este reporte]

- Estime el espesor y tipo de aislante térmico que empleará para evitar pérdida de calor del secador, considerando las temperaturas promedio del interior del secador, las del exterior y los materiales de soporte del secador.

Para el diseño de este secador se utilizará lana mineral debido a sus buenas propiedades como aislante térmico. Está hecha de rocas naturales y sintéticas por lo que esta combinación resulta un producto no combustible. Estos tipos de aislantes pueden soportar temperaturas hasta 650 ºC sin sufrir algún daño, considerando también que en el mercado es relativamente barato.

Se utilizará un espesor de 5 cm debido que las temperaturas que se manejan no son muy elevadas; la del interior es de 56 ºC y en el exterior 24.9 ºC; y el aislante ayudará a mantener estas temperaturas sin perdidas de calor hacia el exterior.

A continuación se describen las principales características de la lana mineral

- Extraordinarias características de aislación térmica por su baja conductividad térmica (conductividad térmica 0.043 W/mºC, a 20 ºC)

- No pierde sus características físicas con el paso del tiempo, es imputrescible, químicamente neutra, inodora, no corrosiva e insoluble en agua y no conduce electricidad.

- Resiste fuertes vibraciones sin perder su cohesión