Una bandeja de 60 cm × 60 cm y 3 cm de profundidad contiene un producto granular húmedo que se desea secar con una corriente de aire. la corriente de aire es caliente y aporta el calor necesario para el secado mediante un mecanismo de convección. el aire a 60 °c fluye a una velocidad de 4 m/s, siendo su humedad de 0,02 kg de agua/kg de aire seco. si se considera que los lados y fondo de la bandeja están completamente aislados, se solicita determinar la velocidad constante de secado.
Respuestas
La velocidad constante de secado o la velocidad total de evaporación es 0.9108 Kg agua/h
A partir del diagrama psicométrico , para aire a 60ºC y humedad absoluta de 0.02 Kg de agua /Kg aire seco se obtienen las siguientes propiedades :
Temperatura Tw = 32.5º C Xw= 0.034 Kg agua /Kg aire seco
Ahora, se calcula el volumen húmedo :
Vh = ( 1/28.9 + 0.02/18 )* 0.082 * ( 273 + 60 )/1= 0.9751 m³/Kg aire seco
La densidad del aire húmedo será:
ρ = ( 1+ 0.02)/0.9751 = 1.046 Kg/m³
La densidad de flujo másico es:
G = ρ*ν = 1.046 * 6 *3600 = 22593.6 Kg/m²*h
El coeficiente de transmisión de calor por convección se calcula apartir de :
h = 0.0204*(22593.6 )^0.8= 62.06 W/(m²*ºC)
Para Tw= 32.5ºC el calor latente es λw = 2423.4 KJ/Kg.
La velocidad de secado se calcula de la siguiente manera :
R = h* ( T - Tw)/λw
R = 62.06 * 3600 * ( 60 - 32.5)/(2423.4*1000 ) = 2.53 Kg/h*m²
Como la superficie que se está secando posee un área de 0.36 m², la velocidad total de evaporación es:
2.53 Kg/h*m²*0.36 m² = 0.9108 Kg agua/h