Problema N° 1
Valor: 20 puntos
Referencia: Adaptado de Ocón y Tojo (1965b)
En las experiencias de secado efectuadas en condiciones constantes de secado sobre un material dispuesto en planchas de dimensiones 20 cm * 30 cm * 1 cm, se han obtenido los siguientes datos:
DATOS
La masa del sólido seco es de 350 g.
- [8 puntos] Construya la curva de velocidad de secado en las condiciones de experimentación, si el secado se efectúa por ambas caras (no hay secado por los costados).
- [4 puntos] Calcule las humedades crítica y de equilibrio.
- [2 puntos] Estime el valor de la rapidez de secado en el periodo constante (antecrítico).
- [6 puntos] Estime el tiempo que se requerirá para secar 500 kg de material desde 35 % hasta 20 % de humedad si se mantiene la misma relación de superficie de secado por masa de sólido seco y se considera que la curva anterior es aplicable.
Solución
Problema N° 2
Valor: 25 puntos
Referencia: Adaptado de Ejemplos 18.7 y 18.8 Seader, Henley & Roper (2011)
Se va a secar una torta de filtración de mediante aire a 1 atm y 77 °C con una humedad relativa del 10 %. El contenido de humedad de la torta es del 30 % en base seca. Para las siguientes dos condiciones estime el tiempo, en minutos, requerido para alcanzar el contenido crítico de humedad, determinado experimentalmente en 10 % en base seca, si se desprecia el periodo de precalentamiento y los efectos de la radiación y la conducción a través del sólido.
- Se hará el secado en una bandeja mediante circulación paralela desde la superficie. Cada bandeja es de 2,5 cm de alto, con un área de 1,5 m², y está llena con 75 kg de torta húmeda. La velocidad del aire que pasa a través del sólido húmedo es de 4 m/s.
- La torta será extruida en piezas cilíndricas de 6,35 mm de diámetro y 12,7 mm de largo para formar un lecho de 1,5 m² de área de sección transversal y 5 cm de profundidad, con una porosidad externa del 50 %. El aire pasará a través del lecho a una velocidad superficial de 2 m/s (velocidad intersticial promedio de 4 m/s).
Se conocen las siguientes relaciones empíricas para determinar el coeficiente de transferencia de calor ( en W /(m² K), en kg/(h m²), en m).
Circulación paralela sobre placas planas:
Circulación a través, lechos de partículas:
Donde , es el diámetro de una esfera con igual área superficial que la partícula.
La viscosidad del aire bajo esas condiciones es aproximadamente 0,02 cP.