Perdidas en El Secador de Bandejas Grupo I

7/24/2019 Perdidas en El Secador de Bandejas Grupo I

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Laboratorio de Ingeniera Qumica I

PERDIDAS DE CALOR EN SECADORDE

BANDEJAS

INTEGRANTES:

Alvarado Dueas, Franco !"!!#$ Ca%u& '&lca, Jes(s !"!!) C*rdenas Cas+aeda, Fl&- !"!!#. /a0+a Arrun*+e1u&, Enr&%ue !"!.) Rodr21ue3 Leure0ro, Au1us+o #!"!4

SECADORES DE BANDEJA5 Gru6o n75 #!)8II P*1&na

UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN

Facutad! QU"MICA# IN$% QU"MICA Y IN$%

A$ROINDUS&RIAL

E'cuea! IN$% QU"MICA

Lugar! Laboratorio de O(eracione' Unitaria'

)ro*e'ora: Fann ,a' Rodr ue-

I

FECHA DE REALIZACIN: 21/10/15

FECHA DE ENTREGA : 09/11/15

2015-II

TABLA DE


2/46

Pgina

Resumen......... 3Intr!u""#$n..... 4H#str#% ...... 5&r#n"#'#s Te$r#"s.. 7Det%((es E)'er#ment%(es .... 14

T%*(%s !e !%ts.. 17T%*(%s !e Resu(t%!s.. 23D#s"us#$n !e Resu(t%!s... 29Cn"(us#nes.. 30Re"men!%"#nes.. 31+#*(#,r%-% 32A'n!#"e.... 33Gr-#"s.... 40

Ane)s.... 42

.% RESUMEN

La prctica Perdidas de calor en un secador de bandejas tiene como principal

objetivo cuantifcar el calor perdido por el secador por dierentes mecanismos

de transerencia de calor cuando se le hace circular una corriente de aire

caliente. Esta prctica ue realizada a una presin de !"mm#$.

En la prctica se utiliz un secador de bandejas de acero $alvanizado con

aislante. %e hizo circular una corriente de aire &ue ue calentada por una

resistencia el'ctrica ( se midi la velocidad del aire con un tubo de Pitot. %e

midi las temperaturas en dierentes partes de las paredes del secador (

tambi'n la temperatura del aire de entrada ( salida del secador. %e utiliz un

ventilador el cual se hizo uncionar a una sola recuencia )*+#z,- se tomaron

las condiciones del aire con un psicrmetro.

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%e calcul el calor perdido por m'todos dierentes. %e utiliz el /'todo de

Promedio de 0emperaturas- el /'todo de 1reas ( el /'todo por 2alance de

ener$3a los cuales se e4plicaran ms adelante. %e obtuvo &ue por el /'todo de

Promedio de 0emperaturas &ue el calor perdido a *+#z ue !+."56. Por el

/'todo de reas ".*!6 .7 por 2alance de ener$3a se obtuvo 58.+86.

/% IN&RODUCCI0N

El secado o deshidratacin es un sistema de preservacin &ue adems de proporcionar

un ambiente di3cil para el crecimiento microbiano- reduce el costo de transporte (

almacenamiento por la disminucin del peso ( volumen de los productos.

El enmeno es complejo pues involucra procesos combinados de transerencia de

calor- masa ( momento.

Entre los dierentes tipos de secadores- e4isten los secadores de bandejas- &ue

tambi'n se llaman secadores de ana&ueles- de $abinete- o de compartimientos. El

material en estos tipos de secadores- &ue puede ser un slido en orma de terrones o

una pasta- se esparce uniormemente sobre una bandeja. 9n secador de bandejas

t3pico- tiene bandejas &ue se car$an ( se descar$an de un $abinete. 9n ventilador hace

SECADORES DE BANDEJA5 Gru6o n75 #!)8II P*1&na 9


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circular el aire calentado por vapor o por una resistencia el'ctrica sobre la superfcie de

las bandejas.

En el caso de la presente prctica- se calent el aire &ue proven3a del ventilador con

una resistencia el'ctrica.

La aplicacin del secado en la industria &u3mica es mu( variada. Empezando por las

industrias a$roalimentarias- en la preparacin de az:car- leche- cereales- orrajes;

papeleras- en la abricacin de pasta- concentrado ( papel; son las usuarias ms

importantes de los procesos de secado- &ue supone un consumo de ms del "+ < del

total en dicho campo industrial.

En los campos industriales te4tiles en el secado de tejidos; &u3mico- cementera-

materiales de construccin en la cermica ( reractarios- electrometalur$ia en la

abricacin de al:mina- electrodos para hornos de arco- erroaleaciones- etc; ( en la

miner3a en operaciones e4tractivas ( de preparacin del mineral- la ener$3a consumida

en los procesos de secado supone del *! < al ! < del consumo ener$'tico total.

Es por lo e4puesto la importancia de los estudios de los secadores- no solo los

enmenos &ue involucran el secado del material- sino tambi'n las p'rdidas de calor

&ue ocurren de dierentes ormas en un secador. Por lo tanto- el principal objetivo del

presente inorme ser el estudio ( determinacin de las p'rdidas de calor en un

secador de bandejas.

1% 2IS&ORIA

%e le denomina conveccin orzada a&uella en &ue ocurre transerencia de

calor en el caso &ue se le induce artifcialmente el movimiento )bomba o

ventilador,.

E Coe3ciente Con4ecti4o de &ran'*erencia de Caor!

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En 8+8- ms de 8++ a=os antes &ue >ourier ormulara la le( bsica de

conduccin- %ir Isaac ?e@ton propuso la si$uiente ecuacin para predecir la

razn de transerencia de calor por conveccin )A,- de una superfcie slida

hacia el Buido &ue lo rodea.

Q 5 67 (romedio8 %A %6&9: &;8)8,

En cu(a e4presinC

7 (romedio coefciente convectivo promedio de transerencia de calor-

2tuDhpie* F> o bien 6Dm*GH

A 5 rea de la superfcie para la transerencia de calor por conveccin- pies* o

/*.

&95temperatura de la superfcie slida- F> o F

&5 temperatura del Buido &ue se encuentra sufcientemente lejos de la

superfcie slida-tal &ue no le aecta la temperatura de la superfcie- F> o bienF. La ecuacin )8, se puede rescribir para un rea infnitesimal dA

%e$:nC dQ = hdA (Tw T)

o bienC

& J )dAldK, J h)0@ 0M, )8a,

El coefciente convectivo de transerencia de calor- h- &ue aparece en la

ecuacin anterior representa el valor local. K dierencia de la conductividad

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t'rmica de un material- el coefciente convectivo de transerencia de calor no

es una propiedad. %u ma$nitud cambiar de un problema a otro- aun cuando

pueden estar involucrados el mismo slido ( el mismo Buido en ambos

problemas. El valor del coefciente de transerencia de calor depende de una

variedad de actores- tales como velocidad- densidad- viscosidad-conductividad t'rmica- ( calor espec3fco del Buido; $eometr3a de la superfcie;

presencia de uerzas de rotamiento; etc. Nicha dependencia tan amplia- hace

di3cil lle$ar a una e4presin anal3tica para el coefciente de transerencia de

calor. E4isten unos cuantos casos sencillos &ue permiten lle$ar a una solucin

anal3tica. %in embar$o- para la $ran ma(or3a de problemas de inter's prctico-

se con3a con demasiada recuencia en la determinacin e4perimental del

coefciente de transerencia de calor- empleando anlisis dimensional.

)RINCI)IOS &E0RICOS

CALOR

El calor es la transerencia de ener$3a t'rmicadesde un sistema a otro demenor temperatura. La ener$3a t'rmica puede ser $enerada por reacciones&u3micas- reacciones nucleares- disipacin electroma$n'tica o por disipacinmecnica. %u concepto est li$ado al Principio ero de la 0ermodinmica-

http://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_t%C3%A9rmicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Temperaturahttp://es.wikipedia.org/wiki/Reacci%C3%B3n_qu%C3%ADmicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Reacci%C3%B3n_qu%C3%ADmicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Reacci%C3%B3n_nuclearhttp://es.wikipedia.org/wiki/Principio_Cero_de_la_Termodin%C3%A1micahttp://es.wikipedia.org/wiki/Temperaturahttp://es.wikipedia.org/wiki/Reacci%C3%B3n_qu%C3%ADmicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Reacci%C3%B3n_qu%C3%ADmicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Reacci%C3%B3n_nuclearhttp://es.wikipedia.org/wiki/Principio_Cero_de_la_Termodin%C3%A1micahttp://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_t%C3%A9rmica


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se$:n el cual dos cuerpos en contacto intercambian ener$3a hasta &ue sutemperaturase e&uilibre.

El calor siempre se transfere entre dierentes cuerpos o dierentes zonas de unmismo cuerpo &ue se encuentran a dierentes temperaturas ( el Bujo de calorsiempre ocurre desde el cuerpo de ma(or temperatura hacia el cuerpo de

menor temperatura- ocurriendo la transerencia de calor hasta &ue amboscuerpos se encuentren en e&uilibrio t'rmico.

El calor &ue puede intercambiar un cuerpo con su entorno depende del tipo detransormacin &ue se eect:e sobre ese cuerpo ( por tanto depende delcamino. Los cuerpos no tienen calor, sino energa interna. El calor es latranserencia de parte de dicha ener$3a interna )ener$3a t'rmica, de un sistemaa otro- con la condicin de &ue est'n a dierente temperatura

CAPA L;/ITE T


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/ECANIS/OS DE TRANSFERENCIA DE CALOR

E4isten tres ormas de transerencia de calor- llamadasC conduccin.onveccin ( radiacin. ada uno de estos modos puede estudiarseseparadamente- si bien la ma(or3a de las aplicaciones en In$enier3a soncombinaciones de las tres ormas. ?o obstante- un estudio proundo de los

mecanismos asociados a cada una de las ormas mencionadas anteriormentepermite entender cilmente el anlisis al problema combinado.

CON'ECCI=N

Proceso de transerencia de calor por accin combinada de conduccin decalor- almacenamiento de ener$3a ( movimiento de mezcla. %e realiza poretapasC primero- el calor Bu(e desde la superfcie hacia las part3culasad(acentes- incrementando su temperatura ( ener$3a interna; lue$o estaspart3culas se mueven hacia re$iones del Buido de temperatura baja donde semezclaran ( transerirn parte de su ener$3a. Esta se almacena como resultado

del movimiento de masa. %e distin$uen dos tiposC

8, onveccin libreC El movimiento del Buido se da por dierencia dedensidades debido a la dierencia de temperaturas.

*, onveccin orzada C uando el movimiento es producido por al$:na$ente e4terno ) bomba- a$itador- ventilador ,

Ecuacin $eneralC

qc=hcA (TwT ) O)8,

Nonde

&cC rapidez de calor transerido por conveccin )2tuDh,

hcC oefciente de transerencia de calor por conveccin )2tu D h pie*F>,

KC 1rea de transerencia de calor )pie*,

)06 0,C Nierencia de temperaturas entre la superfcie ( al$:n lu$ar

espec3fco

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CON'ECCI=N NAT?RAL

En conveccin natural el Bujo resulta solamente de la dierencia de

temperaturas del Buido en la presencia de una uerza $ravitacional. Ladensidad de un Buido disminu(e con el incremento de a temperatura.

En un campo $ravitacional- dichas dierencias de densidad causadas por ladierencia en temperatura ori$inan uerzas de Botacin. Por lo tanto- enconveccin natural las uerzas de Botacin $eneran el movimiento del Buido.%in una uerza $ravitacional la conveccin natural no es posible. En conveccinnatural una velocidad caracter3stica no es cilmente disponible. Kl$unosejemplos de transerencia de calor por conveccin natural sonC el enriamientode ca' en una taza- transerencia de calor de un caleactor- enriamiento decomponentes electrnicos en computadoras sin ventilador para enriar- ( latranserencia de calor del cuerpo cuando una persona est en descanso.

N@/ERO DE N?SSELT N?

El ?:mero de ?usselt es un n:mero adimensional&ue mide el aumento de latransmisin de calordesde una superfciepor la &ue un Buidodiscurre)transerencia de calor por conveccin, comparada con la transerencia de

calor si 'sta ocurriera solamente por conduccin.

%e considera una capa de Buido de espesor L con sus superfcies a dierentestemperaturas 08( 0*- 08 0*- Q0 J 08 0*- como se muestra en la f$uraC

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http://es.wikipedia.org/wiki/N%C3%BAmero_adimensionalhttp://es.wikipedia.org/wiki/Transmisi%C3%B3n_de_calorhttp://es.wikipedia.org/wiki/Superficie_(matem%C3%A1tica)http://es.wikipedia.org/wiki/Fluidohttp://es.wikipedia.org/wiki/Convecci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Conducci%C3%B3n_de_calorhttp://es.wikipedia.org/wiki/N%C3%BAmero_adimensionalhttp://es.wikipedia.org/wiki/Transmisi%C3%B3n_de_calorhttp://es.wikipedia.org/wiki/Superficie_(matem%C3%A1tica)http://es.wikipedia.org/wiki/Fluidohttp://es.wikipedia.org/wiki/Convecci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Conducci%C3%B3n_de_calor


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El Bujo de calor debido a la conveccin serC qconv=h T - mientras &ue el

Bujo de calor si slo e4istiera conduccin ser3aq

cond=k

( T

L) . Nividiendoambas e4presionesC

qconv

qcond=

h T

k(TL)=

hL

k O)*,

NuL=hL

k=

Transferenciade calor por conveccin

Transferenciade calor porconduccin O),

NondeC

L: como una lon$itud caracter3stica. Para ormas complejas se defne como

el volumendel cuerpo dividido entre su reasuperfcial.

k: como la conductividad t'rmicadel Buido.

h: como el coefciente de transerencia de calor.

Kmbas transerencias se consideran en la direccin perpendicularal Bujo.

El n:mero de ?usselt puede tambi'n verse como un $radienteadimensional detemperaturaen la superfcie. En transerencia de masa el n:mero anlo$o aln:mero de ?usselt es el n:mero de %her@ood.

SECADORES DE BANDEJA5 Gru6o n75 #!)8II P*1&na !
http://es.wikipedia.org/wiki/Volumenhttp://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81reahttp://es.wikipedia.org/wiki/Conductividad_t%C3%A9rmicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Coeficiente_de_pel%C3%ADculahttp://es.wikipedia.org/wiki/Perpendicularidadhttp://es.wikipedia.org/wiki/Gradientehttp://es.wikipedia.org/wiki/Temperaturahttp://es.wikipedia.org/wiki/N%C3%BAmero_de_Sherwoodhttp://es.wikipedia.org/wiki/Volumenhttp://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81reahttp://es.wikipedia.org/wiki/Conductividad_t%C3%A9rmicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Coeficiente_de_pel%C3%ADculahttp://es.wikipedia.org/wiki/Perpendicularidadhttp://es.wikipedia.org/wiki/Gradientehttp://es.wikipedia.org/wiki/Temperaturahttp://es.wikipedia.org/wiki/N%C3%BAmero_de_Sherwood


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E4isten muchas correlaciones emp3ricas e4presadas en t'rminos del n:mero de?usselt para por ejemplo placas planas- cilindros- dentro de tuber3as- etc.- &ueeval:an $eneralmente el n:mero de ?usselt medio en una superfcie. Estascorrelaciones tienen la orma de ?u J )?:mero de Re(noldso ?:mero deRa(lei$h- ?:mero de Prandtl,. omputacionalmente el n:mero de ?usselt

medio puede obtenerse inte$rando el n:mero de ?usselt local en toda lasuperfcie.

uanto ma(or es el n:mero de ?usselt ms efcaz es la conveccin. 9n n:merode ?usselt de ?u J 8- para una capa de Buido- representa transerencia decalor a trav's de 'sta por conduccin pura. Ks3 por ejemplo en transerenciade calor dentro de una cavidad por conveccin natural- cuando el n:mero deRa(lei$hes inerior a 8+++ se considera &ue la transerencia de calor es:nicamente por conduccin ( el n:mero de ?usselt toma el valor de la unidad.En cambio para n:meros de Ra(lei$h superiores- la transerencia de calor esuna combinacin de conduccin ( conveccin- ( el n:mero de ?usselt tomavalores superiores.

N@/ERO DE PRANDTL PR

Representa la relacin &ue e4iste entre la diusividad molecular de lacantidad de movimiento ( la diusividad molecular del calor o entre elespesor de la capa l3mite de velocidad ( la capa l3mite t'rmicaC

Pr=Difusividad molecular de la cantidad de movimiento

Difusividad molecular del calor =

v

=

p

k O)S,

El n:mero de Prandtl va desde menos de +.+8 para los metales l3&uidos hastams de 8++.+++ para los aceites pesados. El Pr es del orden de 8+ para ela$ua. Los valores del n:mero de Prandtl para los $ases son de alrededor de 8-lo &ue indica &ue tanto la cantidad de movimiento como de calor se diundenpor el Buido a una velocidad similar.

El calor se diunde con mucha rapidez en los metales l3&uidos )Pr TT 8, ( conmucha lentitud en los aceites )Pr 8, en relacin con la cantidad demovimiento. Esto indica &ue la capa l3mite t'rmica es mucho ms $ruesa paralos metales l3&uidos ( mucho ms del$ada para los aceites- en relacin con lacapa l3mite de velocidad. uanta ms $ruesa sea la capa l3mite t'rmica conma(or rapidez se diundir el calor en el Buido

SECADORES DE BANDEJA5 Gru6o n75 #!)8II P*1&na
http://es.wikipedia.org/wiki/N%C3%BAmero_de_Reynoldshttp://es.wikipedia.org/wiki/N%C3%BAmero_de_Prandtlhttp://es.wikipedia.org/wiki/N%C3%BAmero_de_Rayleighhttp://es.wikipedia.org/wiki/N%C3%BAmero_de_Rayleighhttp://es.wikipedia.org/wiki/N%C3%BAmero_de_Reynoldshttp://es.wikipedia.org/wiki/N%C3%BAmero_de_Prandtlhttp://es.wikipedia.org/wiki/N%C3%BAmero_de_Rayleighhttp://es.wikipedia.org/wiki/N%C3%BAmero_de_Rayleigh


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N@/ERO DE GRASOF GR

Representa la relacin &ue e4iste entre las uerzas de empuje )o uerzas de

Botacin, ( las uerzas viscosas &ue act:an sobre el Buido. Es un indicativo delr'$imen de Bujo en conveccin natural- e&uivalente al n:mero de Re(nolds enconveccin orzada

!r="# (TwT)L

3

$2 O)!,

Nonde

" CEs la aceleracin de la $ravedad.

# CEs el coefciente de e4pansin volum'trica de una sustancia;

representa la variacin de la densidad de esa sustancia con la

temperatura a presin constante. Para un $as ideal #=1

T ; 0 es la

temperatura absoluta en H.L : Es la lon$itud caracter3stica. Para una placa vertical del lon$itud

L - L J L. Para un cilindro de dimetro N - L J N.

$ CUiscosidad cinemtica.

uanto ma(or sea el n:mero de Vrasho- ma(or ser el movimiento libre delBuido. El n:mero de Vrasho slo se utiliza en conveccin natural.

N@/ERO DE RALEIG RA

El ?:mero de Ra(lei$h de un Buidoes un n:mero adimensionalasociado con latranserencia de caloren el interior del Buido. uando el n:mero de Ra(lei$hest por debajo de un cierto valor cr3tico- la transerencia de calor se produceprincipalmente por conduccin; cuando est por encima del valor cr3tico- latranserencia de calor se produce principalmente por conveccin. El n:mero deRa(lei$h reBeja la transicin en la capa l3mite adems- slo se utiliza enconvencin natural.

http://es.wikipedia.org/wiki/Fluidohttp://es.wikipedia.org/wiki/N%C3%BAmero_adimensionalhttp://es.wikipedia.org/wiki/Transferencia_de_calorhttp://es.wikipedia.org/wiki/Conducci%C3%B3n_de_calorhttp://es.wikipedia.org/wiki/Convecci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Fluidohttp://es.wikipedia.org/wiki/N%C3%BAmero_adimensionalhttp://es.wikipedia.org/wiki/Transferencia_de_calorhttp://es.wikipedia.org/wiki/Conducci%C3%B3n_de_calorhttp://es.wikipedia.org/wiki/Convecci%C3%B3n


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El n:mero de Ra(lei$h es el producto del n:mero de Vrasho( el n:mero dePrandtl.

%a=!r&Pr O)",

COEFICIENTE 'OL?/


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dependen del intervalo del n:mero de Ra(lei$h- ( para n:mero de Ra(lei$hmenores &ue 8+S- el n:mero de ?usselt se debe obtener de orma directa de laf$ura.

NuL=h Lk = %aL

n

O)W,

hurchill ( hu recomiendan una correlacin &ue se puede aplicar sobre todo el

intervalo de %aL ( es de la ormaC

NuL=

[0.825+

0.387%a

1

6

[1+(0.492 /Pr )9

16

]

8

27

]

2

O)5,

Placas or&3on+ales e &ncl&nadas:

Para una placa vertical- caliente )o r3a, con respecto a un Buido ambiental- laplaca se alinea con el vector $ravitacional- ( la uerza de empuje act:ae4clusivamente para inducir el movimiento del Buido en la direccinascendente )o descendente,. %in embar$o- si la placa est inclinada conrespecto a la $ravedad- la uerza de empuje tiene una componente normal- as3como tambi'n una paralela- a la superfcie de la placa. on una reduccin en la

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uerza de empuje paralela a la superfcie- ha( una reduccin acompa=ante enla transerencia de calor por conveccin. %i ha(- de hecho- tal reduccin-depende de si se est interesado en la transerencia de calor de la superfciesuperior o inerior de la placa.

En uno de los primeros estudios de transerencia de calor de placas inclinadas

Rich su$iri &ue los coefcientes de conveccin se podr3an determinar a partirde correlaciones de placa vertical- si " se reemplaza por "cos) al

calcular el n:mero de Ra(lei$h de la placa. Nesde entonces se determino &ue'ste m'todo slo es satisactorio para las superfcies superior e inerior deplacas r3as ( calientes respectivamente.

En las superfcies superior e inerior de placas inclinadas r3as ( calientes-

respectivamente- se recomienda por tanto &ue- para 0*) *60," se

reemplace por " cos) ( &ue la ecuacin )5, se use para calcular el n:mero

promedio de ?usselt. Entonces el n:mero de Vrasho serC

!r="cos) # (TwT)L

$2 O)8+,

Las correlaciones su$eridas por /cKdams se utilizan ampliamente para placashorizontales- se puede obtener una precisin mejorada al alterar la orma de lalon$itud caracter3stica sobre la &ue se basan las correlaciones. En particularcon la lon$itud caracter3stica defnida comoC

L+A,

P O)88,

NondeAs( !son el rea de la superfcie ( el per3metro de la placa-respectivamente; las correlaciones &ue se recomiendan para el n:mero de?usselt promedio sonC

Su6erc&e su6er&or de 6laca or&3on+al cal&en+e

NuL=0.54%aL1

4 (104* %aL *107) O)8*,

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Su6erc&e &nHer&or de 6laca or&3on+al cal&en+e

NuL=0.27%aL

1

4 (104* %aL *1011) O)8,

Su6erc&e su6er&or de 6laca &ncl&nada cal&en+e

Nu=0.56 4!rLPrcos) ParaC { )


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8+.9na cinta m'trica.

=% /8 )ROCEDIMIEN&O E


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/% &A,LAS DE DA&OS

%&' ()Temperaturas del aire a la entrada y salida del ventilador y la temperatura delambiente.

TEMPERATURA DEL AIRE A LA ENTRADA DEL VENTILADOR

TEMPERATURA E! AIRE A !A "A!IA

TEMPERATURA E! AM#IE$TE % T

e&inido para 'ada 'ara del se'ador

(ara &rontal (ara lateraldere')a

(ara posterior

#ulbo "e'o **.+-" &ulbo eco *(.(( -" &ulbo eco 21.111*(

#ulbo +,medo *(.((-"

&ulbo /0medo (+.1 -" &ulbo /0medo 1./ *(

(ara lateral iuierda "ara superior (ara in&erior

#ulbo "e'o *(.2+-"

&ulbo eco *(.2+ -" &ulbo eco 21. *(

SECADORES DE BANDEJA5 Gru6o n75 #!)8II P*1&na >

T1 #ulbo "e'o 21.11 *(

&ulbo /0medo (+.+ *(

T2 %emperatura a la entrada de la resistencia *3 *(

T3 %emperatura a la salida de la resistencia 4(ra.5 *3 *(

T4

T5

*da. %emperatura la salida de la resistencia%emperatura interna del secador

62

6+.

*(

T bulbo se'o 43.33 *(

bulbo /0medo *+ -"


19/46

#ulbo +,medo (.6-"

&ulbo /0medo (.6 -" &ulbo /0medo 1/.4/ *(

%&' *)Temperaturas de las super&i'ies del se'ador. % T. reistradas para las

di&erentes temperaturas del setpoint del 'ontrolador.

(ARA ( %posterior6

7 de 'elda %EM#E7%8793 6.9 6: Tprom

1 *+.* *2. *2.6 2.22 *9. *9.6 *6.6 25.53 *+. *2. *9.2 2/.44 *6.2 *6.2 *6.6 24./5 *6.6 *6.6 *3. 24./ *6. *6. *6.* 24./

*6.6 *6. *6.6 25./ *6.6 *6.6 *3. 24.5 *9.6 *9 *3.2 24./

10 *+.* *+.2 *2.* 2.4

SECADORES DE BANDEJA5 Gru6o n75 #!)8II P*1&na .

(ARA A %&rontal6


1 *2.2 *9.2 *6. 2.2 *2.2 *9.* *6.2 2.23 *+ *9.6 *6.6 2.

4 *.2 *2. *9.2 2/.5 *.* *2.* *6. 2/.2 *1. *.* *9.6 2/./ *1.* *+.2 *9.2 2/.4/ *1.* *+.2 *9.6 2/./ 3:.6 *. *2.* 2.

10 *2. *2.6 *9.6 2./11 *2. *2.* *9 2.412 *2. *2.6 *6. 2.2


20/46

11 *2. *2 *6.2 2.412 *1.2 *.2 *2.2 2.1

(ARA I %superior67 de 'elda %EM#E7%87

93 6.9 6: Tprom

1 *6.2 *6.* *3.2 24.2

2 *6. *6.* *6 24./

3 *6.6 *6.6 *3. 24./

4 *9.6 *9.6 *6. 25./

5 *9. *2.* *9.6 2./

*+.2 *+ *2.* 2./

*. *1.* *+. 24.2

/ 3:.6 3(.* *1.* 24./

(ARA %lateral iuierda6

7 de 'elda %EM#E7%87

93 6.9 6: Tprom1 *2.2 *9.2 *6. 2

2 *2. *2.* *9.* 2.2

3 3: *.6 *2. 2/.3

4 3:.2 *1.* *+.* 2

SECADORES DE BANDEJA5 Gru6o n75 #!)8II P*1&na #!

(ARA M %in&erior6


93 6.9 6: Tprom

1 *6.3 *9.* *6.9 25.4

2 *9.2 *2.9 *9.2 24.4

3 *9.+ *6.( *6. 25.

4 *9. *9.3 *+.3 24.0

5 *2.+ *2.+ *2.+ 2/.2 *+. *+.3 *.9 25.

*1.3 *.* *1.3 25.2

/ *.6 *1.( 3(.* 24.0


21/46

5 3+.2 32.2 33.* 35.

3 39. 3(.2 35.1

%&' 3)Temperaturas de las super&i'ies del solido de salida y entrada del se'ador % T.

"A!IA E! "E(A8R

(ARA P %&rontal6


93 6.9 6: Tprom

1 39.* 36.6 3(. 3.5

2 39 36.6 3(. 3.4

3 32.* 39.* 3*. 3.2

(ARA R %posterior6


93 6.9 6: Tprom

1 36.6 33.2 3(.96 35.2

2 32.2 33 3( 34.

3 36.6 36 3(.2 35./

(ARA 9 %superior6


1 3*. 33 3:.6 34.4

2 33.* 33.* 3:.6 34.4

3 3*. 3*. 3:.6 34.4


(ARA # %lateral dere')a6


93 6.9 6: Tprom1 *2.6 *2.* *9.2 25.

2 *9. *9. *6.2 25.2

3 *9.2 *9.2 *6.* 25.2

4 *2.6 *2.6 *9.2 25./

5 *2.* *9. *9.* 25.2

*9.6 *9.2 *6.6 2./


22/46

4 33. 33.6 3:. 34./

5 36.2 36.6 3(.6 35.

36.6 33. 3(.2 35.0

E$TRAA A! "E(A8R

(ARA E %posterior6


93 6.9 6: Tprom

1 66.6 6:.* 39 42.0

2 63. 3 36. 42.2

3 6*.2 39.* 33. 42.4

(ARA : %&rontal6


93 6.9 6: Tprom

1 63 6: 39.6 41.4

2 63.* 31. 39.2 42.2

3 6*.2 31.6 36.2 42./

(ARA + %lateral iuierdo6


93 6.9 6: Tprom

1 66. 6:. 32.6 43.

2 9:.* 6*.* 3+. 44.4

(ARA ; %lateral dere')o6


93 6.9 6: Tprom

1 66. 6( 32.6 43.

2 66.6 6(.* 39.2 44.4

SECADORES DE BANDEJA5 Gru6o n75 #!)8II P*1&na ##


23/46

(ARA A - ;rontal (ARA - !ateral I. (ARA # - !ateral er.

IME$"I8$E" E (AA(E!A

DIME;Io4m5

:.3( nc>o4m5

:.3(

dimensiones de 'ara dimensiones de la cara dimensiones de la 'ara

Alto %m6 :.1*6 =7E

4m*5

(.311

lto 4m5 :.1*6 =7E

4m*5

:.9+( lto 4m5 :.1*6 =7E

4m*5

0.5

An')o%m6

(.9(6 nc>o4m5

:.2( nc>o4m5

:.2(

(ARA (- Posterior "7 I? uperior (ARA M- In&erior

dimensiones de 'ada 'elda dimensiones de cada celda dimensiones de 'ada 'elda

Alto %m6 :.3( =7E

4m*5

:.(( 'argo 4m5 :.3( =7E

4m*5

:.(( 'argo 4m5 :.3( =7E

4m*5

0.11

An')o%m6

:.3 nc>o4m5

:.3 nc>o4m5

:.3

IME$"I8$E" E !A (ARA DIME;Io4m5

(.9(6 nc>o4m5

(.9(6

%&' 6)imensiones de las 'aras del se'ador.

AT8" TE


24/46

%&' +) atos a la entrada y salida del se'ador.

TA#!A E RE"U!TA8"

%&' ) Resultados de la 'ara A

%&rontal6?TD %(*6

T

%(*6

Tprom%*B6

Pr aire),medo

:r! Ra! $u! )%FmG2.B6

%6

2. **.+ *1+.21 :.+:13 (1*29( (32263 1.16* 3.:3 1.3

2.2 **.+ *1+.61 :.+:13 (+*:2( (**:6+ 1.2+: *.19 1.1

2. **.+ *1+.21 :.+:13 (1*29( (32263 1.16* 3.:3 1.3

2/. **.+ *1.21 :.+:1: *1+((2 *(:222 ((.:+( 3.31 2.32

2/.2 **.+ *1.61 :.+:1( *+2:(1 (19+*( (:.21 3.3* 2.12

2/./ **.+ *1.+1 :.+:1: 3:++:3 *((22 ((.(2 3.6* 2.42

2/.4 **.+ *1.91 :.+:1( *1:1 *:61* (:.119 3.32 2.232/./ **.+ *1.+1 :.+:1: 3(3(13 ***:9 ((.*( 3.63 2.43

2. **.+ *11.(1 :.+:1 391+: *99:99 ((.2(2 3.92 2./

2./ **.+ *1+.+1 :.+:13 *(:*22 (61(3* (:.(91 3.(: 1.4

2.4 **.+ *1+.91 :.+:13 (1:92* (39(22 1.1(2 3.:* 1.2

2.2 **.+ *1+.11 :.+:1* *39162 (2+336 (:.693 3.(1 1.

9 total %6 **.+3

9 total%Fm26

(2.*9

%&' 1) Resultados de la 'ara ( %Posterior6?TD %(*6 T

%

(*6

Tprom

%*B6

Pr aire),medo

:r! Ra! $u! )%FmG2.B6

%6

2.2 *(.(( *1+.(2

:.+:16 3:9(9*

*(26+2

((.(6+

3.31 2.44

25.5 *(.(( *12.3(

:.+:12 *(++3

(969:1

(:.*61

3.(( 1.1

2/.4 *(.(( *1+.+2

:.+:13 32+16(

*2:122

((.26

3.92 3.0

24./ *(.(( *19.12 :.+:1+ (**9+ (*1362 1.(: *.1 1.2

24./ *(.(( *19.12

:.+:1+ (**9+

(*1362

1.(: *.1 1.2

24./ *(.(( *19.12

:.+:1+ (**9+

(*1362

1.(: *.1 1.2

SECADORES DE BANDEJA5 Gru6o n75 #!)8II P*1&na #$

"A!IA E! "E(A8R

T bulbo se'o %H(6 43.33

T bulbo ),medo %H(6 2

+A % auaF A"6 0.015 %B A"FB A+6 0./44

%B +28FB A+6 0.01553

+ %BJFBA"6 /4.233

E$TRAA A! "E(A8R

T bulbo se'o %H(6 21.11

T bulbo ),medo %H(6 1/

+A % auaF A"6 0.0114 %B A"FB A+6 0.//4

%B +28FB A+6 0.01151

+ %BJFBA"6 50.


25/46

25. *(.(( *12.9(

:.+:12 *6:*(1

(+:69:

(:.9:(

3.(1 1./0

24.5 *(.(( *19.(

:.+:1+ (+::96

(*:21*

1.269 *.13 1.1

24./ *(.(( *19.12

:.+:1+ (+:9

(3*+96

1.+* 3.:: 1.30

2.4 *(.(( *1+.*2

:.+:16 3*2*+

*3(69

((.36(

3.69 2.5

2.4 *(.(( *12.+2

:.+:19 *+92:9

(1996*

(:.2+

3.3( 2.0

2.1 *(.(( *1.((

:.+:1* 6*+(32

3:*1(9

(*.(36

3.+( 3.4

@ total 4A5 23.39 total%Fm26

(2.+:

%&' (:) Resultados de la 'ara I %superior6?TD %(*6 T

%

(*6

Tprom %*B6 Pr aire

),medo

:r! Ra! $u! )

%FmG2.B6

%6

24.2 *(.2+ *19.16 :.+:1+: (6 (:9 (.+*1 :.9* 0.124./ *(.2+ *12.*6 :.+:12* (6 (3( (.*2 :.99 0.2024./ *(.2+ *12.*6 :.+:12* (6 (3( (.*2 :.99 0.2025./ *(.2+ *12.+6 :.+:19: *66 (+3 (.191 :.2: 0.22./ *(.2+ *1+.*6 :.+:131 3:9 *(+ *.:+* :.23 0.3/2./ *(.2+ *1+.*6 :.+:131 3:9 *(+ *.:+* :.23 0.3/

@ total 4A5 1.2@ total4ABm*5

1.3

%&' (() Resultados de la 'ara M %in&erior6?TD %(*6

T %

(*6

Tprom %*B6 Pr aire),medo

:r! Ra! $u! ) %Fm2KB6 %6

25.4 *(.2+ *12.9 :.+:199 **: (92 :.196

:.*1 0.13

24.4 *(.2+ *12.: :.+:12+ (2: ((6 :.*

:.*+ 0.0

25. *(.2+ *12.2 :.+:193 *3* (29 :.12+

:.*1 0.14

24.0 *(.2+ *19. :.+:1+* (32 1+ :.6

+

:.*2 0.0

2/.2 *(.2+ *1+.1 :.+:1** 31* *+ (.(:*

:.36 0.2

25. *(.2+ *12.2 :.+:193 *3* (29 :.12+

:.*1 0.14

25.2 *(.2+ *12.6 :.+:19 *: (6 :.16 :.*1 0.12

SECADORES DE BANDEJA5 Gru6o n75 #!)8II P*1&na #)


26/46

(

24.0 *(.2+ *19. :.+:1+* (32 1+ :.6+

:.*2 0.0

@ total 4A5 1.00

@ total4ABm*5

1.0

%&' (*) Resultados de la 'ara %lateral iuierda6?TD %(*6 T

%

(*6

Tprom %*B6 Pr aire),medo

:r! Ra! $u! ) %Fm2KB6 %6

2 *(.+ *12.6 :.+:19 (3 (3: *.6(+* :.* 0.332.2 *(.+ *12.16 :.+:19 (1( (32 *.636 :.3 0.352/.3 *(.+ *1+.11 :.+:1* *6 *:( *.91*+ :.1 0.552 *(.+ *1.36 :.+:1( 3(9 **3 *.23+3 :.1: 0.2

@ total 4A5 1./4@ total

4ABm*5

4.

%&' (3) Resultados de la 'ara # %lateral dere')a6?TD %(*6 T

%

(*6

Tprom%*B6

Pr aire),medo

:r! Ra! $u! )%Fm2KB6 %6

25. *(.(( *12.32 :.+:12 (921 ((*2:9

1.6* 3.*3 1.35

25.2 *(.(( *12.(2 :.+:12 (66*:+ (:*332

1.*26 3.(9 1.20

25.2 *(.(( *12.(2 :.+:12 (66*:+ (:*33

2

1.*26 3.(9 1.20

25./ *(.(( *12.62 :.+:12 (29192 ((++9+

1.92 3.*2 1.42

25.2 *(.(( *12.(2 :.+:12 (63969 (:(22

1.*96 3.(9 1.20

2./ *(.(( *12.12 :.+:19 (1199 (6(+

(:.:33 3.6* 1./1

@ total 4A5 /.1

@ total4ABm*5

14.31

%&' (6) Resultados de la 'ara P?

TD %(*6 T %

(*6

Tprom%*B6

Pr aire),medo

:r! Ra! $u! )%FmG2.B6

%6

3.5 *(.2+ 3:*.:1 :.+:6 9+++*( 6:13: (3.(:6 6.61 0.

SECADORES DE BANDEJA5 Gru6o n75 #!)8II P*1&na #4


27/46

(3.4 *(.2+ 3:*.:6 :.+:*6 9+6+: 6:+(6

2(3.:2 6.6 0.

3.2 *(.2+ 3:*.66 :.+:63 2:+66: 63:33(

(3.*+6 6.99 0./2

9 total %6 2.35

9 total%Fm26

.

%&' (9) Resultados de la 'ara R?TD %(*6 T

%

(*6

Tprom%*B6

Pr aire),medo

:r! Ra! $u! )%FmG2.B6

%6

35.2 *(.2+ 3:(.66 :.+:99 2*( 66: *.19+ (.:( 0.134. *(.2+ 3:(.(6 :.+:91 91* 6(1 *.13* (.:: 0.1535./ *(.2+ 3:(.+6 :.+:9* 29( 62( *.1( (.:* 0.1

@ total 4A5 0.4

@ total 4ABm*5 13./

%&' (2) Resultados de la 'ara 9?TD %(*6

T %

(*6

Tprom%*B6

Pr aire),medo

:r! Ra! $u! )%FmG2.B6

%6

34.4 *(.2+ 3:(.:6 :.+:21 (319+63

11(99 (6.9( *.9 1.24

34.4 *(.2+ 3:(.:6 :.+:21 (319+6

3

11(99 (6.9( *.9 1.24

34.4 *(.2+ 3:(.:6 :.+:21 (319+63

11(99 (6.9( *.9 1.24

34./ *(.2+ 3:(.*6 :.+:2+ (66332*

(:**2+ (6.1+2 *. 1.2

35. *(.2+ 3:(.26 :.+:2* (93133

(:1::1 (9.*( *.13 1.40

35.0 *(.2+ 3:(.36 :.+:22 (62+*23

(:31+(9.:3+

*.1 1.32

@ total 4A5 .4@ total4ABm*5

3.

%&' (+) Resultados de la 'ara E?TD %(*6 T

%

(*6

Tprom%*B6

Pr aire),medo

:r! Ra! $u! )%FmG2.B6

%6

42.0 *(.2+ 3:9.: :.+(:6: *221 (1(::3 (1.+:3 3.+3 1.5

SECADORES DE BANDEJA5 Gru6o n75 #!)8II P*1&na #"


28/46

9 42.2 *(.2+ 3:9.( :.+(:31 *2116

(1(+*1

2(1.+*3 3.+3 1.1

42.4 *(.2+ 3:9.* :.+(:3 *+:1:33

(1*6636

(1.+63 3.+6 1.3

@ total 4A5 4./3

9 total%FmG26

.

%&' () Resultados de la 'ara :?TD %(*6 T

%

(*6

Tprom%*B6

Pr aire),medo

:r! Ra! $u! )%FmG2.B6

%6

41.4 *(.2+ 3:6.+ :.+(::3 **9(36

*::91( (1.122 3.+ 1.5

42.2 *(.2+ 3:9.( :.+:111 *266:2

*:332 *:.:6: 3.: 1.4

42./ *(.2+ 3:9.6 :.+:112 *1(16

+

*:93(92 *:.:1* 3.( 1.

9 total %6 4./9 total

%FmG26.

%&' (1) Resultados de la 'ara +?TD %(*6 T

%

(*6

Tprom%*B6

Pr aire),medo

:r! Ra! $u! )%FmG2.B6

%6

43. *(.2+ 3:9. :.+(:3* *1:666+

*:23:2 *:.(*: 6.(( 0./2

44.4 *(.2+ 3:2.* :.+(:* *16++1

*:13+2+ *:.*:( 6.(3 0./5

44./ *(.2+ 3:2.6 :.+(:*2 *12932

*(:66: *:.*31 6.(6 1.4

4.0 *(.2+ 3:+.9 :.+(:(2 3:+*(+6

*((+*1 *:.6* 6.(1 1.

44./ *(.2+ 3:2.6 :.+(:*2 *12932

*(:66: *:.*31 6.(6 2.4

45. *(.2+ 3:2. :.+(:** 3::*(3

*(329:+ *:.3(* 6.(2 2.5

@ total 4A5 .1

@ total4ABmC*5

.0

%&' *:) Resultados de la 'ara ;?TD %(*6 T

%

Tprom%*B6

Pr aire),medo

:r! Ra! $u! )%FmG2.B6

%6

SECADORES DE BANDEJA5 Gru6o n75 #!)8II P*1&na #>


29/46

(*6

43. *(.2+ 3:9. :.+(:3* *9+131

(3*(1 (:.213 6.1: 0.44

44.4 *(.2+ 3:2.* :.+(:* *2(+1

(9166 (:.+3* 6.1* 0.45

44./ *(.2+ 3:2.6 :.+(:*2 *9(3:

1

(+619 (:.2*6 6.+ 0./

4.0 *(.2+ 3:+.9 :.+(:(2 *66629

(+32: (:.99: 6.9 0./

44./ *(.2+ 3:2.6 :.+(:*2 *6(21

(+(22* (:.9*( 6.3 1.2

45. *(.2+ 3:2. :.+(:** *3*6(3

(29:22 (:.6(1 6.+ 1.33

@ total 4A5 5.15

@ total4ABmC*5

113.1

%&' *() Resultados %re&erentes a la velo'idad del &luido6 obtenidos por el mLtodo ra&i'o auna &re'uen'ia de 1/.1 +.

;RE(UE$(IA? 1/.1 +

r%m6

> aceite4plg5

> agua4cm5

$ma4mBs5 7e F$GpromB$m =Nmedia

0.00

:.:1 (.6 9.33 36+.3( :.( 4.30

%&' *3)'alor perdido? Por di&eren'ia de entalpOas

#alan'e de EnerOa - 9 perdido %6En el se'ador -1.5

Por itera'iones

Mtodo de reas (por celdas) 4.0/Mtodo de temperatura media desupericie (por caras)

3.24

SECADORES DE BANDEJA5 Gru6o n75 #!)8II P*1&na #.


30/46

9 DISCUSI0N DE RESUL&ADOS

En el grafico n0mero ( se observa que las mayores prdidas de calor por

conveccin se producen por la cara frontal del secador 4cara 5, en donde se

encuentra la puerta del secador de bandejas la cual tiene el menor espesor de

todas las paredes del secador, lo cual facilita la transferencia de calor desde el

fluido caliente dentro del secador >acia el fluido frio fuera del secador. El n0mero de Hras>of de la cara o cara frontal corresponde a WWW8! este

valor es superior al resto de divisiones de reas del secador lo cual indica que en

esta cara eiste un mayor movimiento libre de fluido por lo cual eiste mayor

prdidas de calor por conveccin en comparacin del resto de divisiones que

SECADORES DE BANDEJA5 Gru6o n75 #!)8II P*1&na 9!


31/46

presenta un n0mero de Hras>of menor.

7especto a las prdidas de calor a la entrada y salida del secador se divide ambas

en tres partes principales dos caras verticales y una cara vertical con un ngulo de

inclinacin, con las presentes consideraciones y el uso de relaciones se determinlos coeficiente de conveccin y posteriormente las prdidas de calor.

Del grafico J ( , se observa que los valores ms altos de los calores perdidos

corresponden a los >allados por el mtodo de las reas que en los >allados por el

mtodo de temperatura media, esto a causa de que el primer mtodo es muc>o

ms aproimado debido a que toma temperaturas representativas de pequeKos

segmentos de rea considerados isotrmicos a comparacin del otro mtodo en

donde se toma una temperatura promedio representativa para toda la cara y se

considera como un placa isotrmica. Este valor ms alto del calor se debe a que el

error que se comete al suponer una placa isotrmica disminuye al dividir la

superficie en un mayor n0mero de reas, obtenindose as! una mejor distribucin

de temperaturas en la superficie y por lo tanto un resultado ms aproimado al

real.

>% CONCLUSIONES

'a superficie con mayor prdida de calor fue la superficie en la que seobtuvo una prdida total de *8.*5A, esto debido a la influencia deubicacin de las puertas 4menor espesor5 y a los elevados n0meros deHras>of obtenidos para esa pared.

'as superficies con menores prdidas de calor fueron la superficie "( y &(4ducto de salida, posterior y superior5 para la cual se obtuvo una prdida de(.31A y (.(9A respectivamente, debido a la poca movilidad del fluido enesa Lona.

De los mtodos usados se concluye que a mayor n0mero de divisiones,mejor ser la aproimacin para el clculo del calor perdido.



32/46

'as prdidas de calor obtenidos usando el balance de energ!a son mayoresque los encontrados usando el mtodo iterativo, encontrndose as! unaprdida de 31(.:(A.

=% RECOMENDACIONES

(. Debido a la mayor sensibilidad que se demostr al aplicar el mtodo de

reas, se recomienda realiLar un mayor n0mero de divisiones para as!

obtener una distribucin de temperaturas en la superficie que se asemejems a la realidad y por lo tanto optimiLar este mtodo.

*. ;o colocar el secador cerca de equipos que transfieran calor, as! como

tambin de equipos que proporcionen energ!a cintica al fluido y que

ocasione una conveccin forLada.

SECADORES DE BANDEJA5 Gru6o n75 #!)8II P*1&na 9#


33/46

3. Es importante calibrar los termmetros antes de realiLar la prctica as!

como >umedecer el bulbo del psicrmetro antes de cada determinacin de

la temperatura del bulbo >0medo.

?% REFERENCIAS ,I,LIO$R@FICAS

/ttp)BBes.PiTipedia.orgBPiTiB;U"3U&meroVdeV;usselt



34/46

%ransmisin de calor por conveccin)

>ttp)BBPPP.ives.edu.mBbibliodigitalBIngenieriasBIngenieriaU*:bloque

U*:(U*:U*:U*:U*:U*:96.(U*:megasB'ibroU*:IngenieriaU*:%ermicaB(6.pdf

%esis ) N"omparacin de la eficiencia energtica entre sistemas de secado >oriLontal y vertical,IngenieraO, Mart>a anglica "alva 7am!reL, 'aboratorio de ingenier!a trmica e >idrulica

aplicada, director de la tesis Dr. Qlorencio nc>eL ilva, Mico ,abril *::+.

% A)BNDICE

aEJE/PLO DE CQLC?LOS

1 (l'ulo de las pLrdidas de 'alor para paredes verti'ales y )oriontales del se'ador.#ara la primera cara 4frontal5 tenemos)

=rea) :.((+ m*

#er!metro) (.3m%A4temperatura de pared5 W *2.6 -"%X4temperatura del fluido5W **.+ -"%A? %X W 3.2 -"

#ara calcular las prdidas de calor en esta pared aplicamos la ecuacin.

/=h& A&( T)

#rocedemos entonces a >allar el n0mero de Hras>of, para esto tomamos las propiedades delos fluidos a la temperatura media y >allamos la longitud caracter!stica de la superficie)

Tf=Tw+T

2

Tf=26.4+22.782

=24.59 0

SECADORES DE BANDEJA5 Gru6o n75 #!)8II P*1&na 9$
http://www.ives.edu.mx/bibliodigital/Ingenierias/Ingenieria%20bloque%201%20%20%20%20%2054.1%20megas/Libro%20Ingenieria%20Termica/14.pdfhttp://www.ives.edu.mx/bibliodigital/Ingenierias/Ingenieria%20bloque%201%20%20%20%20%2054.1%20megas/Libro%20Ingenieria%20Termica/14.pdfhttp://www.ives.edu.mx/bibliodigital/Ingenierias/Ingenieria%20bloque%201%20%20%20%20%2054.1%20megas/Libro%20Ingenieria%20Termica/14.pdfhttp://www.ives.edu.mx/bibliodigital/Ingenierias/Ingenieria%20bloque%201%20%20%20%20%2054.1%20megas/Libro%20Ingenieria%20Termica/14.pdf


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Lcaractersstica=A

P=

0.1178

1.38=0.08536m

Entonces)

#=0.00336 011 2=0.0004068(m2/ s) , reemplaLando en la ecuacin, resulta)

!r="# (TwT)L

3

$2

!r=9.8&0.00336& (3.6 ) &0.085363

0.00040682

!r=190562

En la siguiente ecuacin reemplaLamos Hr para >allar el n0mero de 7ayleig>)%a=!r&Pr

%a=190562&0.7093=135166

En donde :.+:13 es el n0mero de #randtl del aire >0medo calculado a partir de los

n0meros de #randtl del aire y agua respectivamente. 'uego >allamos el n0mero de

;usselt de la siguiente forma)

NuL=[0.825+ 0.387%a1

6

[1+(0.492 /Pr )9

16 ]8

27 ]2

NuL=[0.825+ 0.387 (135166)1

6

[1+(0.492/(0.7093))9

16 ]8

27 ]2

=9.916

'uego, despejando hde la ecuacin 435 y reemplaLando el valor de 8n

NuL=hLk=Transferenciade calor por conveccinTransferenciade calor por conduccin

SECADORES DE BANDEJA5 Gru6o n75 #!)8II P*1&na 9)


36/46

h( wm2& 01)=NuL &k

L=

9.916&0.026032

0.08536=3.02

#or lo tanto la prdida de calor en esta regin del secador ser)

/=h & A &( T)

/=3.02&0.1178&3.6&.=1.29.

De la misma manera se procede con el clculo de las superficies laterales, arriba y

abajo. %Tablas / al 156.



37/46

2 (l'ulos de las pLrdidas de 'alor en las super&i'ies de entrada y de salida del se'ador.#ara este clculo se dividi el slido de entrada en 6 caras y el de salida en tres. Debido a la

geometr!a de los slidos, las superficies se trabajaron como superficies planas) dos

superficies verticales con un cierto ngulo de inclinacin, y dos superficies verticales.

"uper&i'ie verti'al in'linadacon la pared caliente >acia arriba 4superficie "(5.#ara la primera divisin de esta superficie tenemos)%enemos)

=rea) :.:36*9 m*

=ngulo) 2:-%A4temperatura de pared5 W 36. -"%X4temperatura del fluido5W *(.2+ -"%A? %X W (3.(3-"

#ara calcular las prdidas de calor en esta pared aplicamos la ecuacin)

/=h & A &( T)

#rocedemos entonces a >allar el n0mero de Hras>of, para esto tomamos las propiedades de

los fluidos a la temperatura media y >allamos la longitud caracter!stica de la superficie)

Tf=Tw+T

2

Tf=34.8+21.67

2=28.24 0

%enemos) #=0.0033562 011 2=0.00001962(m2/s) , reemplaLando en la ecuacin,

resulta)

!r="#(TwT)L

3

$2

!r=9.8&0.0033562& (13.13 )&0.13703

0.000019622

!r=1443362

En la siguiente ecuacin reemplaLamos Hr para >allar el n0mero de 7ayleig>)

%a=!r&Pr

SECADORES DE BANDEJA5 Gru6o n75 #!)8II P*1&na 9"


38/46

%a=1443362&0.70867=1022867

'uego aplicamos la siguiente ecuacin para >allar n0mero de ;usselt)

NuL=0.56 (!r &Pr &cos (60 ))0.25

=14.98

NuL=hL

k=

Transferenciade calor por conveccin

Transferencia de calor por conduccin

'uego, despejando hy reemplaLando el valor de ;u

h( wm2& 01)=NuL &k

L=

14.98&0.02632

0.137=2.88

#or lo tanto la prdida de calor en esta regin del secador ser)

/=h & A &( T)

/=2.88&0.03425&13.13=1.29.

De igual para todas la superficies inclinadas.%Tablas 1 al 206.

3 (alor perdido por el se'ador %itera'iones6El calor total se calcula de la siguiente manera)

/i=/ (total )=7.74.

1

n

Donde n es el n0mero total de divisiones del secador.4 #alan'e de enerOa en la entrada y en la salida del se'ador.

#ara >acer el balance de energ!a se tomaron las condiciones del aire a la entrada del secador4salida de la resistencia5 y salida del secador. #ara esto tenemos que calcular lo siguiente)

(l'ulo de las propiedades del aire ),medo?

%emperatura del bulbo seco) *(.(( -"

%emperatura del bulbo >0medo) (-"

"on los datos anteriores evaluamos en la carta psicomtrica donde tenemos)

SECADORES DE BANDEJA5 Gru6o n75 #!)8II P*1&na 9>


39/46

/umedad absoluta) Rg aguaBTg aire seco

Qraccin en peso de agua y aire)

3a"ua= 0.01164 k"a"ua

(1+0.01164 ) k" aire humedo

3a"ua=0.01151

3aire= 1k" aire seco

(1+0.01164

) k" aire humedo

3aire=0.98849

"alculando el peso molecular promedio con las fracciones)

1

P4=

3a"ua

P4a"ua+

3aire

P4aire

1

P4=

0.01151

18 " /mol+

0.98849

28.84 "/mol

P4=28.64 "/mol

' (airehumedo )=

P& P4

% & T

SECADORES DE BANDEJA5 Gru6o n75 #!)8II P*1&na 9.


40/46

' (airehumedo )= 1atm&28.64 /mol

0.082atmLmol-1

& 295.15- 1

' (airehumedo )=1.1832 k" /m3

(al'ulo de la velo'idad mQima y media mediante el mLtodo ra&i'o

5=p&

2& " & h &

(' aceite

'A6 1)Dnde)

"pW "oef. del medidor de tubo pitot 4asumimos :.15

g W celeracin de la gravedad W 1. mBs*

> W 'ectura del picnmetro 4m5W :.:6:26

7eemplaLando)

$mW 9.33 mBs

ma7=5ma7 & D & '

7eemplaLando)

ma7=38478.31

5prom/5ma7=0.81

SECADORES DE BANDEJA5 Gru6o n75 #!)8II P*1&na $!


41/46

5prom=0.81&5.383=4.36m / s

(al'ulo de la vis'osidad del aire ),medo y rea de la tuberOa.

8= 1

3a"ua

8a"ua+

3A9 seco

8A 9seco

=0.000019

A=: D4

2

=0.0104m2

(al'ulo de &luos masi'os : %A+Fs6 y : %A"Fs6?

!

(k"A6

s

)=5prom7 A tu;eria7 ' airehumedo=

0.0536

!( k"A,s )=!( k"A6s )73(k"A,k"A6)=0.0527

(al'ulo de 9 perdido %6?

/=!( k"A,s )7 6( 1


42/46

/=0.0527 ( k"A,s )7 (5.0778.245 )( 1


43/46

Krontal 2posterior superior Ninerior Elateral iz& >lateral der+.++

!.++

8+.++

8!.++

*+.++

*!.++

Prd&das de calor 6or celdas 0 caras

metodo de reas m'todo de la temperatura promedio

GRQFICA N7 #

8 * +.++

+.*+

+.S+

+."+

+.W+

8.++

8.*+

8.S+

8.*S 8.8! 8.5

8.++

*.++ .++

Perd&das de calor a la sal&da del secador

perdidas por celdas perdidas por cara

GRQFICA N7 9

SECADORES DE BANDEJA5 Gru6o n75 #!)8II P*1&na $9


44/46

8 * +.++

8.++

*.++

.++

S.++

!.++

".++

.++

.+S *. S.55

8.++

*.++

.++

6erd&das de calor a la en+rada del secador

por celdas por caras

RAIB

GRQFICA N7 $

8 * S ! " W 5 8+ 88 8*

+.++

8+.++

*+.++

+.++

S+.++

!+.++

"+.++

+.++

8!.+S 5.W .WS .!8 8*.* .W5 SW.5SS!.!!"!.+W!.!"!*.W!+.**

P,rd&das de calor 6or un&dad de *rea en el secador

RAIOS#B

SECADORES DE BANDEJA5 Gru6o n75 #!)8II P*1&na $$


45/46

$ANE


46/46

Indu'tria teti!%ecado de tejidos.

Indu'tria cementera!%e lleva a cabo para procesos de coccin.

Materiae' de con'truccin! Produccin de cermica (reractarios.

Perdidas en El Secador de Bandejas Grupo I

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