TP8_secado_continuo_2016 (1)

Secado (II)
Secado (II). Secadero continuo
Problemas
PROBLEMA 1*. En un secadero de túnel entran por un extremo 1 500 kg/h de arena a 35 ºC con una
humedad de 1 kgH2O/kgarena seca, saliendo por el otro extremo con una humedad de 0,1 kg H2O/kgarena seca. El
aire de secado entra en contracorriente a 90 ºC, con temperatura de bulbo húmedo de 35 ºC y sale a 40
ºC. El área de la superficie de secado es de 0,06 m 2/kgarena seca.
Experimentalmente se ha encontrado que para diferentes condiciones del aire de secado en el rango de
operación del secadero industrial, la humedad de equilibrio es despreciable y la humedad crítica es de
0,5 kgH2O/kgarena seca. La velocidad de secado para el período de velocidad constante es de 8 kg/(h m 2) y
para el período de velocidad decreciente, disminuye linealmente con la humedad hasta anularse
cuando se anula la humedad libre.
Calcúlese la longitud del secadero si su capacidad es de 45 kg de arena seca por metro lineal de
secadero.
PROBLEMA 2*. Se ha de diseñar un secadero rotatorio en contracorriente que funcione
adiabáticamente para obtener 250 kg/h de un producto granular con humedad del 2 % que entra en el
secadero con una humedad del 30 %. El aire de secado entra en el secadero a 383 K con tbh = 313 K y
abandona el mismo a 323 K. La velocidad másica del aire no ha de ser superior a 50 kg/(m 2 min) para
evitar el arrastre de partículas. La humedad del sólido está expresada en base húmeda.
Calcúlese:
(a) El caudal de aire necesario en kg/min.
(b) La sección normal del secadero.
(c) La longitud del secadero si hca = 100 kcal m-3 h-1 K-1
Nota: La humedad crítica es de 1,52 kgH2O/100 kgsólido seco.
PROBLEMA 3. Para reducir el contenido de humedad desde el 60 % hasta el 10 % (valores en base
seca), se emplea un secadero adiabático al que ingresan 400 kg de un cierto sólido húmedo por hora.
Antes de ingresar al secadero, se precalientan 6 000 m 3/h de aire húmedo con tbs = 25 ºC y tbh = 15 ºC,
para que el aire ingrese al secadero con una temperatura tal que esté prácticamente saturado a la salida
del mismo.
Calcúlese la temperatura del aire a la entrada del secadero y la cantidad de calor suministrada en el
precalentador.
PROBLEMA 4*. En un secadero rotatorio perfectamente aislado se producen 4,16 7 t/s (referidas a
sólido seco) de un material que entra en contracorriente con una humedad del 10 % y sale con una
humedad del 1 % (composiciones en base seca). El material entra al secadero a 20 ºC y sale a 110 ºC.
El aire del que se dispone está a 20 ºC con Tbh = 15 ºC y se calienta hasta 300 ºC antes de entrar al
secadero, saliendo del mismo a 80 ºC. El calor específico del sólido seco vale 18 kcal/(kg ºC). Calcule:
(a) El caudal de aire necesario.
Problemas de Operaciones Unitarias III – 2016 – Ingeniería Química – UNT
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Secado (II)
(b) El número de unidades de transferencia.
SECADERO BANDEJA - El aire varía sus condiciones
PROBLEMA 5*. Un sólido se seca en una cámara de secado como se indica en el esquema. Las
características del sistema son:
Nº de bandejas N = 4
Longitud L = 4 m
Ancho B = 1 m
Espesor del sólido e = 3 cm
Densidad del sólido seco ss = 1,6 g/cm3
Distancia entre bandejas d =0,1 m
Humedad inicial del sólido xi’= 1,5 kgH2O/kg s.s.
Humedad crítica del sólido xc’= 0,5 kgH2O/kg s.s.
Humedad equilibrio del sólido x*’= 0,05 kgH2O/kg s.s.
Condiciones del aire en la entrada Tbs = 353 K, Tbh = 303 K
El % de saturación del aire de salida no debe ser superior al 80 % y el intercambio de calor y masa se
realiza por la cara superior del sólido.
Determinar:
(a) La velocidad másica del aire en kg a.s. h-1 m-2.
(b) El tiempo de secado para obtener una humedad media del sólido igual a la humedad
crítica.
(c) El tiempo de secado para xf’= 0,1 kgH2O/kg s.s.
Nota: Para determinar el coeficiente pelicular de transferencia de calor por convección usar la
ecuación:
hC = 0.0176 G0,8, con [G] = kg a.s./(h m2) y [hC] = kcal/(h m2 ºC)
Los problemas marcados con un asterisco (*) deberán:
- Llevarse resueltos a la clase de problemas.
- Sitio web: http://www.herrera.unt.edu.ar/operacionesunitarias2y3
Problemas de Operaciones Unitarias III – 2016 – Ingeniería Química – UNT
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