Problemas_secado

OPERACIONS UNITARIAS III

SERIE DE EJERCICOS
SECADO

PROBLEMA 1
Una torta filtrante de 0.02 de espesor que contiene inicialmente 1000 kg de sólido seco por m3, se
seca sobre una bandeja por un solo lado en condiciones de secado constante. La velocidad máxima
de secado es de 1 kg agua/h m2. Para secar la torta desde la humedad del 40 % hasta la de 5% (base
seca) se necesitan 12 hs y puedesuponerse que en el periodo postcrítico la velocidad de secado es
proporcional a la humedad libre y que la humedad de equilibrio es despreciable.
Calcular:
a) humedad crítica
b) los periodos anticrítico y postcrítico
c) en cuento debe incrementarse el tiempo de secado para que la humedad se reduzca al 3%.
PROBLEMA 2
Una prueba de secado que se realiza en condiciones constante de secado (vaire=5 m/s, t=343K,
tbh=303 K) da una velocidad de secado para el periodo de velocidad constante de 3 kg/ h m2.
Calcular:
a) la velocidad de secado para la misma velocidad de aire si su temperatura es de 338 K y la tbh=313
K.
b) La velocidad de secado en el periodo de velocidad constante si lo que se varia es la velocidad del
aire la cual toma como valor 3 m/s,
PROBLEMA 3
Algodón con una densidad de 0.7 g/cm3 yun contenido inicial de humedad de 1 lb agua/ lb solido seco se
va a secar en forma intermitente en un secador de bandejas hasta una humedad de 0.1 lb agua/ lb solido
2
seco. Las bandejas tienen 2 pie y 1/2 “ de espesor estando arregladas en tal forma que el secado tiene
lugar de la superficie superior únicamente, ya que el fondo esta aislado. El aire entra y circula a 160ºF
con una temperatura debulbo húmedo de 120º, y con un flujo másico de 500 lb/ h pie2. El contenido
crítico estará en 0.4 lbagua/ lbsolido seco, y la velocidad de secado durante el periodo de velocidad
decreciente será proporcional al contenido de humedad libre. Determinar el tiempo necesario para el
secado.
PROBLEMA 4
Se desea secar arena desde 50% de humedad hasta 10% (base húmeda) en bandejas de 5 cm de
espesor porambas caras. El aire caliente fluye a 90ºC, 2% de saturación en forma tangencial con un
caudal de G’=3.12 kg/m2 s. Densidad del sólido = 1900 kg/m3
Experiencias realizadas en las mismas condiciones muestran que la humedad critica es del 20% y la
de equilibrio 2% (base húmeda).
Se puede suponer que durante el periodo postcritico el secado es proporcional a la humedad libre.
Flujos calóricos deradiación y conducción pueden desestimarse.
Calcular:
a) tiempo de secado
b) aumento porcentual de la velocidad másica del aire para que el tiempo de secado sea el mismo,
si se quiere secar un segundo lote desde 60 % hasta 5% de humedad en base húmeda.
c) Efecto sobre el segundo lote si en lugar de modificar la velocidad másica se redujese el espesor a
la mitad.
PROBLEMA 5
Para el secado de madera de55% de humedad a 30% (base húmeda) se emplea un secadero túnel a
través del cual se hace pasar la madera. El secadero dispone de varias secciones de recalentamiento
del aire. El aire exterior se encuentra a Tbs=20ºC y Tbh=115ºC, antes de ingresar al secadero se
calienta a 65ºC.
En la primera sección del secadero el aire se enfría adiabaticamente hasta alcanzar el 90% de
humedad, después para a unrecalentador en el que su temperatura ase vuelve a elevar a 65ºC. En la
segunda sección del secadero se registra nuevamente un enfriamiento adiabático del aire hasta el

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SECADO

90% de humedad, para ingresar a la tercera sección se recalienta a 65ºC y se descarga al exterior
luego de enfriarse adiabaticamente hasta el 905de humedad.
En el secaderose han de tratar 250 m3/dia de planchas de madera de dimensiones
6mx0.3mx0.025m. La densidad de la madera que ingresa al secadero es de 800 kg/m3
Calcular:
a) caudal de aire necesario
b) calor suministrado al aire durante toda la operación
c) calor necesario para realizar la operación sin recalentar el aire
d) tiempo de secado.
Los datos experimentales son Xc=1
X (kg agua/kg madera seca)
N (kg/h...