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• Jorge Luna

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JORGE ANDRÉS REYES GONZÁLEZ Ejercicio de tarea 1

Un secadero que se alimenta con arena a razón de 2000kg/hr con una humedad del 45%, y el producto que sale del secadero tiene una humedad del 2% (referidas al sólido húmedo). El aire entra a 100°C, en contra corriente, con una humedad de 0.009 kg de agua/kg de aire seco y sale a 25°C. La arena entra a 10°C y sale a 30°C. Su calor específico puede considerarse constante e igual a 0.21 kcal/kg °C. Si el secadero está perfectamente aislado, determine la cantidad de aire necesario y la humedad del aire a la salida del secadero. 2000 kg/hr Hr=45% ALIMENTACION T1=10°C t1=100°C Y1=0.009 kg agua/kg aire

t2=25°C

Secadero rotatorio

AIRE

AIRE

Hr=2% T2=30°C

Calor específico=0.21 kcal/kg °C SOLIDOS SECOS

Solución: Primero hay que calcular las humedades del sólido, con respecto al sólido seco:

X1=

x1 0.45 kg agua = =0.8181 1−x1 1−0.45 kg sólido seco

X2=

x2 0.02 kg agua = =0.0204 1−x2 1−0.02 kg sólido seco

Luego hay que calcular la masa del sólido seco:

M=

M hum 2000 = =1100.0495 kg 1+ X 1 1+ 0.8181

Después hay que usar la siguiente fórmula del balance de materia del método de poniendo en contacto un gas con un sólido húmedo, porque va de acuerdo al ejercicio:

JORGE ANDRÉS REYES GONZÁLEZ

G ( Y 2−Y 1 ) =M ( X 1−X 2) Sustituyendo: G ( Y 2−0.009 ) =1,100.0495(0.8181−0.0204)

G ( Y 2−0.009 ) =877.5094 …(1) Luego hay que calcular las entalpías del sólido en la entrada y en la salida:

H 1=( 0.21+0.8181 )∗10=10.281 H 2=( 0.21+0.0204 )∗30=6.912

kcal kg

kcal kg

Luego hay que calcular la entalpía, pero del aire que entra en el secadero:

i 1=( 0.24+ 0.46∗0.009 )∗100+597.2∗0.009=29.78

kcal kg

Luego se necesita calcular el valor del flujo másico, por lo que se necesitará usar la siguiente fórmula que surgió después de un balance entálpico:

G ( i 1−i 2) =M (H 2−H 1 ) Sustituyendo valores:

G ( 29.78−i 2 )=1100.0495(6.912−10.281) G¿ Después de hacer reducción de la ecuación:

G¿

G(29.78−6−11.5 Y 2−597.2Y 2)=−3706.0667 29.78 G−6 G−11.5 GY 2 −597.2G Y 2 ¿=−3706.0667 23.78 G−608.7 G Y 2=−3706.0667 …(2)

JORGE ANDRÉS REYES GONZÁLEZ

Al final hay que resolver el sistema de ecuaciones entre la ecuación 1 y 2. Para encontrar el valor de G y Y2, los cuales son de: 1( 23.78 G−608.7 G Y 2=−3706.0667 608.7 (

)

-0.009 G+1G Y 2=877.5094

)

23.78 G−608.7 G Y 2=−3706.0667 −5.4783 G+608.7 GY 2 =534,139.9718 18.397 G=530,433.9051 Despejando G:

G=

530,433.9051 =28,832.63 18.397

Por lo tanto, sustituyendo en cualquier ecuación el valor de G, se tiene que:

Y 2=0.0320

kg agua kg aire