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TRANSFERENCIA DE MASA

Guía de Problemas No. 12: Secado continuo
Entregar problema: 1 Fecha de entrega: 30/09/13

1.- Un secador rotatorio continuo del tipo de celosías se utiliza para secar viruta de madera de 40 a 15% de humedad. La madera entra a 10°C; el producto seco se descarga a 50°C, con un flujo de 0.4 kg/s (base seco). El medio de secado fue un gas resultante de lacombustión de combustible, pero para los cálculos puede suponerse que tiene las características del aire. El gas entró al secador conteniendo 0.01 Kg de vapor / Kg gas seco, con un flujo de 4.16 Kg/s (base húmedo). La capacidad calorífica de la viruta se puede tomar como 1758 J/Kg; el calor de humidificación puede despreciarse. El contenido crítico de humedad en la madera es del 20%. Se estima que elsecado principal ocurrirá a una temperatura 5 °C menor que la de salida del sólido. El secador está bien aislado. En ningún lugar del secador la velocidad del gas puede exceder los 3 m/s para evitar que arrastre la viruta. Se desea calcular:
a) las temperaturas y humedades absolutas del gas a la entrada y a la salida del secador.
b) el diámetro del secador
c) la longitud del secador.

2.-Se va a proyectar un secador continuo de túnel con aire caliente en contracorriente, para secar una torta de filtro prensa, de cristales de una materia inorgánica insoluble en agua. Se colocará la torta en bandejas de 3 ft x3 ft x 1 pulg de espesor, 20 bandejas en cada carrito, con una separación de 2 pulg entre bandejas. El secador tendrá una sección transversal de 6 ft de alto por 40 pulg deancho. Las bandejas tienen como fondo una criba reforzada, por lo tanto el secado se lleva a cabo desde las partes superior e inferior de cada bandeja. La producción es tal que permite una carga de carrito por hora. Cada bandeja contiene 65 lb de sólido seco, la que deberá entrar al secador a 75 °F, con 50% de humedad; se la deberá secar hasta un contenido despreciable de humedad. La humedadcrítica es del 15% y la de equilibrio es despreciable. Los carritos son de acero, pesando cada uno 300 lb. El aire entra a 300°F, con una humedad de 0.03 lb agua/lb aire seco, esperándose que el sólido a descargar salga a 275°F. Se va a soplar aire sobre las bandejas de modo tal que la velocidad media de entrada del aire sobre las bandejas sea de 15 ft/s. El calor específico del sólido seco esde 0.3 BTU/lb°F. El secador se hallará bien aislado.
a) Calcular la longitud necesaria del secador.
b) El aire entrante debe estar preparado para recircular una porción del aire descargado juntamente con aire atmosférico (75°F, 0.01 lb agua/lb aire seco) y calentando la mezcla a 300°F. Calcular el % de aire descargado a recircular y el calor necesario.

3.- Un material fabricado en formade planchas de 0.6 por 1.2 m por 12 mm, se va a secar en forma continua en un secador de túnel con aire caliente a contracorriente adiabático, a la rapidez de 100 láminas por hora. Las láminas se van a colocar sobre un acarreador especial que llevará al material en grupos de 30 láminas de altura, se van a secar por los dos lados. La masa seca de cada lámina es de 12 Kg y el contenido de humedadse reducirá de 50 a 5% de agua, mediente aire que entra a 120 °C, humedad 0.01 Kg agua/Kg de aire seco. Se van a pasar 40 Kg de aire seco a través del secador por Kg de sólido seco.
En un experimento a pequeña escala, cuando se secó con aire en condiciones constantes de secado, temperatura de bulbo seco de 95 °C, temperatura de bulbo húmedo de 50 °C y a la misma velocidad que se va a utilizar enel secador mayor, la rapidez constante de secado fue de 3.4x10-4 Kg de agua evaporada / m2 s y el contenido de humedad crítico fue del 30%. El contenido de humedad en el equilibrio es despreciable.
a) calcule el valor de kY a partir de los datos del experimento a pequeña escala.
b) Para el secador grande, calcule la humedad del aire saliente y el punto en que el sólido alcanza el contenido...