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8/19/2019 secado práctica 1
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INSTITUTO POLITÉCNICONACIONAL.
ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍAQUIMICA E INDUSTRIAS
EXTRACTIVAS.
Laboratorio de proe!o! de!eparai"# por $e$bra#a! % &o '(e
i#)o&(ra (#a *a!e !"&ida
Pr+tia ,- I#trod(i"#
Eria Vir/i#ia De L(io Rodr0/(e1
2IM23
Chombo Kuri Adriana Abigail
0
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INDICE
Objetivos….………………………………………………………………………….…….2
Definiciones………………………………………………………………………………..3
Mapas conceptuales………………...………………………………………………..…..4
Construcción de la carta psicrométrica…...………………………………………..…...6
iblio!raf"a………………………………………………………………………….…….#$
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OBJETIVO
Que el alumno adquiera los conocimientos bsicos !ara la com!rensi"n de las
e#!eriencias de secado !or medio de la introducci"n$
%ecado
En &orma general el t'rmino secado se re(ere a la eliminaci"n del l)quidocontenido en una sustancia$
O!eraci"n *nitaria de secado
%e de(ne como la eliminaci"n de cantidades relati+amente !eque,as dell)quido contenido en s"lidos h-medos hacia una corriente secante.
eliminndose el l)quido a una tem!eratura in&erior a la de su !unto deebullici"n$
Com!ortamiento / clasi(caci"n de secado
Al secar un s"lido h-medo mediante una corriente gaseosa a tem!eratura /humedad (as. a!arece siem!re un !atr"n general de com!ortamiento. el cualse re!resenta en las (guras siguientes
En general cuando se quiere eliminar el l)quido de un s"lido h-medo. 'ste se!one en contacto con el medio secante. el cual en la ma/or)a de los casos esaire caliente / el l)quido a trans&erir es agua$
Anali2ando las (guras 1 / 3 se tiene lo siguiente
(Segmento A-B), periodo denominado Estado Inestable. es cuando al !onerseen contacto un s"lido h-medo con una corriente de aire caliente seca. el aguase elimina de su su!er(cie en &orma de +a!or incor!orndose a la corrientesecante. estableci'ndose en el s"lido h-medo un gradiente de concentraci"nentre la humedad interior / la su!er(cial. entonces la humedad interior se
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di&unde hacia la su!er(cie. hasta el momento en que la +elocidad deeliminaci"n de humedad alcan2a el +alor corres!ondiente al estado estable$
(Segmento B-C), periodo denominado de Velocidad Constante. es des!u's deque el s"lido ha alcan2ado la humedad del !unto B. entonces el l)quido semue+e hacia la su!er(cie tan r!ido como se e+a!ora de 'sta. cuando estoocurre. la +elocidad de secado es inde!endiente del contenido de humedad dels"lido / s"lo !uede ser modi(cada !or un cambio en la +elocidad del aire o unadisminuci"n de la humedad del mismo$
(Segmento C-D), periodo denominado Contenido de Humedad Crítica. escuando el contenido de humedad del s"lido disminu/e hasta un cierto +alor.que la humedad /a no !uede mo+erse hacia la su!er(cie tan r!ido como se!odr)a e+a!orar de 'sta / la +elocidad de secado em!ie2a a decrecer hastaalcan2ar el !unto 4$
(Segmento D- ), periodo denominado de a Super!cie Insaturada . es el que seencuentra inmediatamente abao del !eriodo de humedad cr)tica. / secaracteri2a !or !resentar !orciones secas en la su!er(cie. !ero la !arteh-meda de la su!er(cie contin-a secndose a la +elocidad del !eriodo de+elocidad constante. la disminuci"n de la su!er(cie h-meda da como resultadouna disminuci"n en la +elocidad de secado. la cual es inde!endiente deles!esor de la ca!a de s"lidos / &recuentemente !ro!orcional al contenido dehumedad$
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7etirar el
e#ceso de
8ol+o (no. granuescamas. (bras.bloques. lmina
%ecadoCalor directo&uego.quemadores oresistencias$
9o hreacci"n
:a tem!eratura nodebe e#ceder latem!eratura deebullici"n$
• ;rea de !arts"lidas e#!uesta
medio secante$•
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Construcción y uso de las gráfcas de secado
:a carta de humedad tambi'n conocida como carta !sicom'trica es un gr(coque !ermite conocer los contenidos de humedad de un gas bao condicioneses!ec)(cas de !resi"n / tem!eratura$ Este gr(co tambi'n inclu/e algunascaracter)sticas como son calor h-medo. +olumen h-medo / ental!)a$
1) Concentración. (Y’).
Esta medida es re!resentada normalmente !or la relaci"n !eso. esto es ?gs de
+a!or de agua contenidos en cada ?g de aire seco$
O sea
4ado que la !resi"n !arcial del agua no !uede ser medida en la me2clagaseosa. se recurre a las condiciones de equilibrio o de saturaci"n de la me2clacomo !armetro de esta medida / se relaciona con lo que se conoce como@umedad 7elati+a. la cual se e#!resa como sigue
4onde
• 4irectoscontinuos$
• 4irectos
4irectos%ecadores
In&rarroos$
Indirectos
• Indirectos continuos$• Indirectos
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8agua 8resi"n !arcial del agua !resente en la me2cla !roblema$
8agua 8resi"n de +a!or o de saturaci"n de +a!or a la tem!eratura del gas!roblema$
2) Líneas de enriamiento adiabático. (L!)
Estas Tra/ectorias son realmente cur+as que se a!ro#iman a una l)nea recta /re!resentan un !roceso de humidi(caci"n el cual es conducido de maneraadiabtica. esto es. que la humidi(caci"n del aire !ro+oca un descenso en latem!eratura$
El balance simultneo de calor / masa de este !roceso adiabtico queda
re!resentado !or la ecuaci"n siguiente
DCalor sensible cedido !or el aire al aguaDEnerg)a de cambio de &ase tomada!or el agua
Esta ecuaci"n !uede tomar la siguiente &orma
") Calor #$medo. (C%)
Es el calor es!ec)(co del aire con su contenido de humedad e#!resado enD?calF?gaire seco C considerando que !ara los rangos de tem!eraturatrabaados en la carta de humedad los calores es!ec)(cos del aire / del +a!orde agua !ermanecen constantes. entonces tenemos
&) 'olumen esecífco del aire #$medo. (')
Es el +olumen que ocu!a el aire ms el contenido de humedad re&erido a un ?gde aire seco$ %e calcula !ara el sistema G$ K$ %$ Como sigue
H
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*) ntalía de la me+cla ,aire-aor de agua/. (0 )
4ado que la ental!)a es una &unci"n de la tem!eratura / la com!osici"n Digualque el caso de +olumen h-medo. se gra(can s"lo dos tra/ectorias a :a dehumedad de saturaci"n / b :a de aire totalmente seco$ :a ecuaci"n que acontinuaci"n a!arece toma como tem!eratura de re&erencia 0 C / !or tanto%H$63 ?calF?g$
) so de la carta sicom3trica.
Con las tem!eraturas de bulbo seco / h-medo de los gases !ara el secado.obtenidos con un !sicr"metro durante la o!eraci"n / conociendo la humedaddel material a la entrada / salida del secador. se !uede calcular la cantidad demasa de agua e+a!orada del s"lido a secar. as) como reali2ar los balances demateria / energ)a corres!ondientes$
CA:C*:O%$
8ara las !resiones de +a!or se obtienen de tablas o se !ueden calcularcon la ecuaci"n de antoine$
logP°= A− B
C +T
4onde
A$HHL1 mm@g B1HH$31 mm@g C33L mm@g
%e multi!lica !or el e#!onencial !ara obtener P° ¿10 A−
B
C +T
8osteriormente se obtienen las !resiones de cada humedad relati+a
Ecuaci"n
r ƴ = ρagua
ρ ° agua∗¿
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4e la ecuaci"n anterior tenemos
r ƴ ∗¿
ρ° agua∗100
ρ° agua=¿
Pre!i"# 454 $$6/
T7C
P7A8bar9
P7A 8$$6/9 , :.3 :.5 :.; :.< :.4 :.=
0 0$00H0 6$H00$006L
L30$0065
0 0$005000$0056
00$0033
00$0036
510$001
660
0$00L H$5000$000
160$00H50
0$000$006L
50$0061L
0$0056
L0$003
L0
10 0$0133 $3110
0$00
60
0$00L5
1 0$003H
0$00H
3
0$003
H
0$006
50
0$005
5L
0
1 0$010 13$L110$015
130$0136
5 0$0110L00$00H
50$00L3
50$00HL
0$006
10
30 0$0356 1$LH50$013
L0$013
L 0$015110$0155
H0$01161
50$006
L30$00
H30
3 0$051 35$L63H0$03H5
0$035H
0$030630$01L3
60$01
0$013
30$0103
0
50 0$063 51$6L0$05L
50$05311
L 0$03L5LH0$036H
0$03106
0$016
650$015L
H0
5 0$0H6 63$56060$06L6
0$0653
5 0$05L1L0$0551
0$03L30
0$0355
30$01L
360
60 0$060 $50H0$0H1
H0$0L06
0 0$010H10$0663
360$053
0$050
0$036
350
6 0$0H1 3$11 0$0L5H6 0$05L 0$0HL0 0$0LHL0 0$06H3 0$060L15 0$05333 0
0 0$135 3$L6H0$111
360$1056H
1 0$0030$0
L0$0H56
0$05
1L0$0630
L0
0$1 11L$5310$1
630$15L3L
3 0$1110$1036
L60$0LL3
10$0H
0L0$06H
H0
H0 0$1 16$H610$315
H0$1LL3
3 0$1LH50$15
310$113H
10$011
330$00L
310
H 0$305 1L$660$35H
660$335
6 0$316H30$1L00
30$16L1
0$11L
0$01
00
L
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0 0$511H 355$L0$615
H10$56L
0$31L00$3615
0L0$1H
50$11
60$11L3
160
0$5L5 3L$00LL0$H0HH
H0$665
L 0$60H060$53L6
0$3H1H
L0$305L
3L0$150
350
L0 0$651 56$LH0$L0
30$606
0 0$LL10$6L
330$55
0$306
L0$10
0
L 0$1 653$LL 1$HL0L 1$35LH6 0$01656 0$HHH3 0$6H13 0$5H6LL1 0$3H1336 00 0$HH 36$LL3 $615
3$H0615
5 1$5161$06L
000$363
0$05
HH0$56
30
En&riamiento adiabticoC! T/
0$3631 13$0633
0$3651H 33$1H5LL5
0$36665 56$0H53
0$36H3H
0 6L$331H0$36LHH
H H$636010$31LL
0 LH$1600$3H1
3 111$5L630$3H1L1
163$05HL0$3H53
6 1$1L300$351
6 336$03L00$330
H 3$L3L00$510L
6 563$1361350$55H10
6 61L$1L00L0$5316
0 0$660$63H10
3 H11$563
0$15006 51$15600$H111
5 LH$513601$05H5
1031$LH1503$HH1
1 113$53L3
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0$000$01
0$030$050$060$00$0H0$00$0L0$00$100$110$130$150$160$10$1H
0$1
CARTA PRICROMÉTRICA AIRE > VAPOR DE AGUA
Te$p
6($edad ab!o&(ta 8/ de )apor@/ aire !eo9
si"n H0 mm@g MN M7
TC 8A Dmm@g 1 0$ 0$L 0$ 0$H 0$ 0$6 0$
0 6$L5H0$0060
000$005
0$0051
H0$003
60$0035
60$001
50$001
60$00
H$610$006
330$006L
H0$0065
500$005
LH0$00536
30$003H
0$0031
L0$00
10 $3110$00H
H30$00HLL
L0$00H1
10$005
660$006
0$005L0
L0$00506
50$00
10
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1 13$L0$010H
00$00H0
60$00L
350$006
60$00H5
00$0050
00$00635
30$00
30 1$660$016
L0$0153
10$011
10$0103
L0$00L
30$003
50$00L3
10$00
3 35$H0$0301
H60$01L0L
0$01H0
3L0$015
0$0116
60$003
30$001
30$00
50 51$L6L0$035
10$0366
0$031H
H60$01LL
60$01H10
0$0155H
H0$010H6
L0$00
5 63$3150$05H
510$053LH
60$030
650$033
HH0$0315
30$01L6
10$0161
30$01
60 $5L0$060
50$065L5
0$05LH
HH0$055
50$03L
L0$035H1
L0$01L
50$01
6 1$50$0H5
160$0L1
0$011
L10$0665
30$05H1
0$05105
0$036L
50$01
0 3$H550$0LHH
30$0H
0$0H6
L00$0L3
0$063
0$0605
50$05301
10$03
11L$310$110
5L0$101HH
10$0LL
H00$0H5
100$0H63L
H0$03HH
L0$06165
H0$05
H0 16$H30$150
360$15663
L0$11H
000$0
L30$0L5H1
0$0HL1H
30$055H
0$05
H 1L$60$306
000$1L
30$15L
30$150
L0$10LH
L0$0LL01
50$0HL6L
00$06
0 355$660$3
50$3555
60$3060
50$11
610$1616L
60$115H1
60$0L0
00$0H
3L$560$5L60
30$53H0
60$35
0$33H
0$1L65
50$16HLH
50$11331
50$0L
L0 5$660$6L
0$6600
H0$556
030$5060
00$365H5
H0$10H5
H0$1655
0$10
L 655$H
0$L506
0
0$HH
0$36
0$61
5L
0$533H
1
0$3660
5
0$1L6H
H
0$13
11
En&riamientoadiabtico
C! t<
0$361L00 $30$363660 1L$510$36566L 3L$H60$366L10 60$60$36HH61 $100$3606 3$3H0$3335 3$00$3H3 11$0$3H303 16$60$3H53 1L5$0$3011 33H$60$31H 3L$600$50LLH1 55$3L0$55330 610$L0$5H6L 66$60$613L13 1$160$6LH6 01$LL0$H15HL5 L3$
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13/15
13
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14/15
0
101
303
505
606
0
H0H
0
0$00
0$01
0$03
0$05
0$06
0$0
0$0H
0$0
0$0L
0$0
0$10
0$11
0$13
0$15
Te$perat(ra 7C
6($edad ab!o&(ta 8/ Vapor@/ de aire !eo9
Obser+aciones / conclusiones
• A tra+'s de la reali2aci"n de la introducci"n a lo que es lao!eraci"n unitaria de secado en cuanto a la !arte te"rica se !uedeconcluir que el alumno se encuentra !re!arado !ara comen2ar areali2ar las !rcticas siguientes !ara la a!licaci"n deconocimientos adquiridos$
• :a carta !sicrom'trica es una herramienta im!ortante !ara lasoluci"n de !roblemas que se re(eran a esta o!eraci"n unitaria$
15
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• Adquirir los conocimientos bsicos es im!ortante !ara lacom!rensi"n !arcial de la o!eraci"n unitaria de secado$
BIB:IO