calculos perdida de calor
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-
7/23/2019 Calculos Perdida de Calor
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APNDICE
1.EJEMPLO DE CLCULOS.
a. Clculo de las propiedades del aire h!edo"
Clculo de la co!posici#$ del aire h!edo
Temperatura del bulbo seco: 22.5 C
Temperatura del bulbo hmedo: 20C
Con los datos anteriores evaluamos en la carta psicomtrica donde tenemos:
Humedad absoluta: 0.013 !" a"ua#$" aire seco
%racci&n en peso de a"ua ' aire:
Xagua= 0.0136kg agua
(1+0.0136 ) kg aire humedo
Xagua=0.0134
Yaire= 1kg aire seco
(1+0.0136 ) kgairehumedo
Yaire=0.9866
Clculo de la de$sidad del aire h!edo
Temperatura del bulbo hmedo ( 20C
Temperatura del bulbo seco ( 22.5C)os datos anteriores son in"resados en la Carta *sicomtrica+ de la cual se obtiene:
H.abs ,Humedad absoluta-( 0+013 $" de a"ua#$" de aire seco.
/,olumen especico- ( 0+5 m3#$" de aire seco.
4ire hmedo (1
V ,1 Habsoluta -
-
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4ire hmedo (1
0.95 ,10.013-
4ire hmedo ( 1.0 $"# m3
%. Clculo de las p&rdidas de calor e$ las paredes 'er(icales del secador.
*ara la primera divisi&n de la pared 4 tenemos:
6rea: 0.030 m2
*ermetro: 1.22 m
T7,temperatura de pared- ( 28. C
T9,temperatura del luido-( 22.5 C
T7 T9 ( 5.10 C
*ara calcular las prdidas de calor en esta pared aplicamos las si"uientes
ecuaciones.
2
3 )()(
=
TTLg
Gr weq
L
PrxGrRa LL=
( )[ ]
2
278
169
61
Pr492.01
387.0825.0
+
+= Ra
NuL
-
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eq
Leq
LL
xKNuhK
hxL
Nu ==
*rocedemos entonces a hallar el nmero de ;rasho+ para esto tomamos las
propiedades de los luidos a la temperatura media ' hallamos la lon"itud
caracterstica de la supericie:
KCTT
T wf =+
=+
= 05.29805.252
5.226.27
2
mm
m
P
AL scaract 0763.0
22.1
0930.0 2=
===
? ' la tabla a.? propiedades termodin=micas de "ases a presi&n atmosrica
p="ina >3 del libro Incropera Frank, David P. DeWitt;
Fundamentos de transferencia de calor; Editorial
Prentice may, M!ico "###:
*r aire ( 0.80?
*r a"ua (0.>538
@ ( 0.0033 $ 1
! aire ($.$%&$' ( )m k
! a"ua (0.012 A #m $
"( .> m#s2
-
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* $.$$$$"'#$ m%) s
Calcular el $!ero de )r L
2
3 )()(
= TTLg
Gr weq
L
Beemplaar los valores correspondientes:
( ) ( )
( ) 294237
00001590.0
10.50763.000334.08.92
31
2
2
=
=
sm
sm
L
KmKGr
Calcular N!ero de Pr. Aire h!edo"
*r aire hmedo ( D a"ua E *r a"ua F aire E *r aire
*r aire hmedo ( 0.013? E 0.>538 0.> E 0.80?
*r aire hmedo ( 0.8113
Calcular N!ero de *. Aire h!edo"
! aire hmedo ( D a"ua E ! a"ua F aire E ! aire
! aire hmedo ( 0.013? E 0.012 0.> E 0.0205
! aire hmedo ( 0.025
Calcular N!ero de +a L."
PrxGrRa LL=
Ba ) ( ,2?238- ,0.8113- ( 202>
-
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Calcular N!ero de Nu L."
( )[ ]
2
278
169
61
Pr492.01
387.0825.0
+
+= Ra
NuL
Beemplaando los valores del nmero de Ba ' *r :
( )0565.11
7113.0490.01
209298387.0825.0
2
278
169
61
=
+
+=LNu
Calcular h L."
eq
Leq
LL
xKNuh
K
hxLNu ==
Beemplaando el valor de Gu+ ! F ) e
KmWKm
W
mh
=
= 276.30763.0
02596.00565.11
Calcular el calor ."
-
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( 3.8 A # m2! 0.0930m2
5.10 ! ( 1.8 7. ,HI4IT-
c. Clculo de las p&rdidas de calor e$ las paredes hori,o$(ales del secador.
*ara este c=lculo hacemos un procedimiento similar a la parte a. pero usamos la
ecuaci&n del nmero de Gusselt correspondiente a paredes horiontales con
supericies calientes hacia arriba ' hacia abaJo respectivamente.
C.1 Super-icie calie$(e hacia arri%a.
Tenemos:
6rea: 0.03 m2*ermetro: 1.22 m
T7,temperatura de pared- ( 2.20 C
T9,temperatura del luido-( 22.5 C
T7 T9 ( 3.8 C
2
3 )()(
= TTLg
Gr weq
L
*ara calcular las prdidas de calor en esta pared
aplicamos las si"uientes ecuaciones:
PrxGrRa LL=
4/154.0 LL RaNu =
-
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eq
Leq
LL
xKNuh
K
hxLNu ==
*rocedemos entonces a hallar el nmero de ;rasho+ para esto tomamos las
propiedades de los luidos a la temperatura media ' hallamos la lon"itud
caracterstica de la supericie:
KCTT
T wf =+
= 35.29735.242
mm
m
P
AL scaract 07625.0
22.1
093.0 2=
===
? ' la tabla a.? propiedades termodin=micas de "ases a presi&n atmosrica
p="ina >3 del libro Incropera Frank, David P. DeWitt;
Fundamentos de transferencia de calor; Editorial
Prentice may, M!ico "###:
*r aire ( 0.805
*r a"ua (0.>525
@ ( 0.0033$ 1
! aire ($.$%'##&( )m k
! a"ua (0.0158A #m $
"( .> m#s2
* $.$$$$"'+m%) s
( ) ( )
( ) 215767
00001583.0
7.307625.000336.08.9
2
31
2
2
=
=
sm
sm
L
KmKGr
-
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Calcular N!ero de Pr. Aire h!edo"
*r aire hmedo ( D a"ua E *r a"ua F a"ua E *r aire
*r aire hmedo ( 0.013? E 0.>525 0.> E 0.805
*r aire hmedo ( 0.811?
Calcular N!ero de *. Aire h!edo"
! aire hmedo ( D a"ua E ! a"ua F aire E ! aire
! aire hmedo ( 0.013? E 0.0158 0.> E 0.025
! aire hmedo ( 0.0251
Calcular N!ero de +a L."
PrxGrRa LL=
Ba ) ( ,21588- ,0.811?- ( 15350
Calcular N!ero de Nu L."
4/1
54.0 LL RaNu =
Gu) ( 0.5? ,15350- 1#?
Gu) ( 10.>0
Calcular h L."
eq
Leq
LL
xKNuh
K
hxLNu ==
-
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Beemplaando el valor de Gu+ ! ' ) e
KmWKm
W
mh
=
= 263.307625.0
02591.0689.10
Calcular el calor ."
( 3.3 A # m2! 0.0930m2
3.80 ! ( 1.25 7.
C. Super-icie calie$(e hacia a%a/o.
Tenemos:
6rea: 0.03 m2
*ermetro: 1.22 m
T7,temperatura de pared- ( 2>.20 CT9,temperatura del luido-( 22.50 C
T7 T9 ( 5.8 C
2
3 )()(
= TTLg
Gr weq
L
*ara calcular las prdidas de calor en esta pared
aplicamos las si"uientes ecuaciones:
PrxGrRa LL=
-
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4/1
27.0 LL RaNu =
eq
Leq
LL
xKNuh
K
hxLNu ==
*rocedemos entonces a hallar el nmero de ;rasho+ para esto tomamos las
propiedades de los luidos a la temperatura media ' hallamos la lon"itud
caracterstica de la supericie:
KCTT
T wf =+
= 35.29835.252
mm
m
P
AL scaract 07625.0
22.1
093.0 2=
===
? ' la tabla a.? propiedades termodin=micas de "ases a presi&n atmosrica
p="ina >3 del libro Incropera Frank, David P. DeWitt;
Fundamentos de transferencia de calor; EditorialPrentice may, M!ico "###:
*r aire ( 0.803
*r a"ua (0.>5?2
@ ( 0.00335 $1
! aire ($.$%&$- ( )m k
-
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! a"ua (0.013 A #m $
"( .> m#s2
* $.$$$$"'#%m%) s
( ) ( )
( ) 327350
00001592.0
7.507625.000335.08.9
2
31
2
2
=
=
sm
sm
L
KmKGr
Calcular N!ero de Pr. Aire h!edo"
*r aire hmedo ( D a"ua E *r a"ua F aire E *r aire
*r aire hmedo ( 0.013? E 0.>5?2 0.> E 0.803
*r aire hmedo ( 0.8113
Calcular N!ero de *. Aire h!edo"
! aire hmedo ( D a"ua E ! a"ua F a"ua E ! aire
! aire hmedo ( 0.013? E 0.013 0.> E 0.02083
! aire hmedo ( 0.025
Calcular N!ero de +a L."
PrxGrRa LL=
Ba ) ( ,328350- ,0.8113- ( 232>35
Calcular N!ero de Nu L."
4/1
27.0 LL RaNu =
Gu) ( 0.28 ,232>35- 1#?
-
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Gu) ( 5.31
Calcular h L."
eq
Leq
LLxKNuh
KhxLNu ==
Beemplaando el valor de Gu+ ! ' ) e
KmWKm
W
mh
== 202.207625.0
02599.0931.5
Calcular el calor ."
( 2.02 A # m2! 0.0930m2
5.80 ! ( 1.08 7.
d. Clculos de de las p&rdidas de calor e$ las super-icies de e$(rada 0 de salida
del secador.*ara este c=lculo se dividi& el s&lido de entrada ' salida en cuatro supericies.
Kebido a la "eometra de los s&lidos+ las supericies se trabaJaron como supericies
planas: dos supericies verticales con un cierto =n"ulo de inclinaci&n+ ' dos
supericies verticales.
d.1 Super-icie 'er(ical i$cli$ada co$ la pared calie$(e hacia arri%a
*ara la primera divisi&n de esta supericie tenemos nmero de =rea 51
6rea: 0.03> m2
*ermetro: 0.8m
6n"ulo: ?0
T7,temperatura de pared- ( ?1.00 C
T9,temperatura del luido-( 22.5 C
-
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T7 T9 ( 1>.50 C
*ara calcular las prdidas de calor en esta pared aplicamos las si"uientes
ecuaciones:
2
3 )()(
= TTLg
Gr weq
L
PrxGrRa LL =
eq
Leq
LL
xKNuh
K
hxLNu ==
*rocedemos entonces hallar el nmero de ;rasho+ para esto tomamos las
propiedades de los luidos a la temperatura media ' hallamos la lon"itud
caracterstica de la supericie:
-
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KCTT
T wf =+
= 64.30465.312
mmm
PAL scaract 047.0
799.0038.0
2
==
==
? ' la tabla a.? ropiedades termodin=micas de "ases a presi&n atmosrica
p="ina >3 del libro Incropera Frank, David P. DeWitt;
Fundamentos de transferencia de calor; Editorial
Prentice may.
*r aire ( 0.80>1*r a"ua (0.>50
! aire ($.$%-( )m k
! a"ua (0.0200?A #m $
"( .> m#s2
* $.$$$$"&' m%) s
Calcular"
T ( 22.5 0.25 E ,?122.5- ( 28.125 ( 300.125 !.
1# ( 0.00333 !1
Calcular N!ero de )r L"
2
3)()(
= TTLg
Gr weq
L
-
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( ) ( )
( )
71.331452
00001593.0
5.18047.000333.08.9
2
31
2
2
=
=
s
m
sm
L
KmKGr
Calcular N!ero de Pr. Aire h!edo"
*r aire hmedo ( D a"ua E *r a"ua F aire E *r aire
*r aire hmedo ( 0.013? E 0.>50 0.> E 0.80>1
*r aire hmedo ( 0.81015
Calcular N!ero de *. Aire h!edo"
! aire hmedo ( D a"ua E ! a"ua F a"ua E ! aire
! aire hmedo ( 0.013? E 0.0200? 0.> E 0.028
! aire hmedo ( 0.025
Calcular N!ero de +a L."
PrxGrRa LL=
Ba ) ( ,%"'.-"- ,0.81015- ( 155.10
Como L ( ?0 M >> C ' Ba ( 155.10 N 105
Calcular N!ero de Nu L."
Gu) ( 0.5 4
233145.710.71015cos(40 C)
Gu) ( 10.5>
-
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Calcular h L."
eq
Leq
LL
xKNuh
K
hxLNu ==
Beemplaando el valor de Gu+ ! ' ) e
KmWKm
W
mh
=
= 292.5047.0
0265.0568.10
Calcular el calor"
( 5.2 A # m2! 0.038m2
1>.50 ! ( ?.17.
d. Super-icie 'er(ical i$cli$ada co$ la pared calie$(e hacia a%a/o rea
$!ero 2.
*ara la primera divisi&n de esta supericie tenemos nmero de =rea 3
6rea: 0.02 m2
*ermetro: 0. m
6n"ulo: 0
T7,temperatura de pared- ( ?3.0 C
T9,temperatura del luido-( 22.5 C
T7 T9 ( 21.10 C
*ara calcular las prdidas de calor en esta pared aplicamos las si"uientes
ecuaciones:
2
3 )()(cos
= TTLg
Gr weq
L
-
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PrxGrRa LL =
( )[ ]
2
278
169
61
Pr492.01
387.0825.0
+
+= Ra
NuL
eq
Leq
L
L
xKNuh
K
hxLNu ==
*rocedemos entonces hallar el nmero de ;rasho+ para esto tomamos las
propiedades de los luidos a la temperatura media ' hallamos la lon"itud
caracterstica de la supericie:
KCTTT wf =+= 05.30605.332
mm
m
P
AL scaract 030366.0
666.0
02.0 2=
===
? ' la tabla a.? propiedades termodin=micas de "ases a presi&n atmosrica
p="ina >3 del libro Incropera Frank, David P. DeWitt;
Fundamentos de transferencia de calor; Editorial
Prentice may, M!ico "###:
*r aire ( 0.808>
-
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*r a"ua (0.>82
! aire ($.$%&-( )m k
! a"ua (0.02013A #m $
"( .> m#s2
* $.$$$$"&&' m%) s
O (0.00328 ! 1
Calcular N!ero de )r L"
2
3 )()(cos
= TTLg
Gr weq
L
( ) ( )
( ) 34105
00001665.0
10.210304.0003266.0)60cos(8.9
2
31
2
2
=
=
sm
sm
L
KmKGr
Calcular N!ero de Pr. Aire h!edo"*r aire hmedo ( D a"ua E *r a"ua F aire E *r aire
*r aire hmedo ( 0.013? E 0.>82 0.> E 0.808>
*r aire hmedo ( 0.803
Calcular N!ero de *. Aire h!edo"
! aire hmedo ( D a"ua E ! a"ua F aireE ! aire
! aire hmedo ( 0.013? E 0.02013 0.> E 0.028
! aire hmedo ( 0.02
Calcular N!ero de +a L."
PrxGrRa LL=
-
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Ba ) ( ,"$'- ,0.803- ( 2?212
Calcular N!ero de Nu L."
( )[ ]
2
278
169
61
Pr492.01
387.0825.0
++= RaNuL
Gu) ( .05
Calcular h L."
eq
Leq
LL
xKNuh
K
hxLNu ==
Beemplaando el valor de Gu+ ! ' ) e
KmWKm
W
mh
=
= 278.50304.0
0266.0605.6
Calcular el calor"
( 5.8> A # m2! 0.02m2
21.10 ! ( 2.?? 7.
d.2 Super-icie 'er(ical.
-
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*ara la supericie nmero ?+ 50+ 55+ 5 se trabaJo i"ual ue en la parte b. Pe
obtuvo un resultado en el =rea nmero ? de:
( 1.>2 7
d.3 Super-icie cil4$drica hori,o$(al $!ero de rea 53.
6rea: 0.055 m2
Ki=metro: 0.3 m.
T7,temperatura de pared- ( 53.>0 C
T9,temperatura del luido-( 22.5 C
T7 T9 ( 31.30 C
2
3 )()(cos
= TTLg
Gr weq
L
*ara calcular las prdidas de calor en esta pared
aplicamos las si"uientes ecuaciones:
PrxGrRa LL =
%luJo laminar: Pi el numero de Ba ) se encuentra entre 10 ? M Ba )M 10
Pe aplica la si"uiente ecuaci&n.
h ( 1.32(TD)1/4
%luJo turbulento: Pi el nmero de Ba ) es N 10
Pe aplica la si"uiente ecuaci&n.
h ( 1.24 (T)1/3
Procedemos entonces hallar el nmero de ;rasho+ para esto tomamos las
propiedades de los luidos a la temperatura media.
-
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KCTT
T wf =+
= 15.31115.382
? ' la tabla 4.? propiedades termodin=micas de "ases a presi&n atmosrica
p="ina >3 del libro Incropera Frank, David P. DeWitt;
Fundamentos de transferencia de calor; Editorial
Prentice may, M!ico "###:
*r aire ( 0.80>
*r a"ua (0.>858
"( .> m#s2
* $.$$$$"-" m%) sO (0.00321?! 1
Calcular N!ero de )r L"
2
3 )()(
= TTDg
Gr wL
( ) ( )
( ) 199124098
00001714.0
30.3139.0003214.08.9
2
31
2
2
=
=
sm
sm
L
KmKGr
Calcular N!ero de Pr. Aire h!edo"
*r aire hmedo ( D a"ua E *r a"ua F aire E *r aire
*r aire hmedo ( 0.013? E 0.>858 0.> E 0.80>
*r aire hmedo ( 0.800
Calcular N!ero de +a L."
PrxGrRa LL=
-
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Ba ) ( ,"##"%$#+- ,0.800- ( 1?11>5883.>>2 Q 1.? E 10 >
Como Ba)( 1.? E 10 > M 10
2 7.
d.6 Super-icie cil4$drica 'er(ical $!ero de rea 517 57 52.
*ara el =rea >1.
6rea: 0.05 m2
Ki=metro: 0.3 m.
T7,temperatura de pared- ( 50.0 C
T9,temperatura del luido-( 22.5 C
T7 T9 ( 2>.10 C
2
3)()(cos
= TTLg
Gr weq
L
*ara calcular las prdidas de calor en esta pared
aplicamos las si"uientes ecuaciones:
PrxGrRa LL =
%luJo laminar: Pi el numero de Ba ) se encuentra entre 10 ? M Ba )M 10
Pe aplica la si"uiente ecuaci&n.
-
7/23/2019 Calculos Perdida de Calor
23/39
h ( 1.42(TL)1/4
%luJo turbulento: Pi el nmero de Ba ) es N 10
Pe aplica la si"uiente ecuaci&n.
h ( 1.31 ( T)1 /3
Procedemos entonces hallar el nmero de ;rasho+ para esto tomamos las
propiedades de los luidos a la temperatura media.
KCTT
T wf =+
= 55.30955.362
? ' la tabla 4.? propiedades termodin=micas de "ases a presi&n atmosrica
p="ina >3 del libro Incropera Frank, David P. DeWitt;
Fundamentos de transferencia de calor; Editorial
Prentice may, M!ico "###:
*r aire ( 0.8081
*r a"ua (0.>830"( .> m#s2
* $.$$$$"# m%) s
O (0.00321?! 1
Calcular N!ero de )r L"
2
3
)()(
= TTLgGr w
L
-
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24/39
( ) ( )
( ) 446201
00001699.0
10.28053.0003230.08.92
31
2
2
=
=
sm
sm
L
KmKGr
Calcular N!ero de Pr. Aire h!edo"*r aire hmedo ( D a"ua E *r a"ua F aire E *r aire
*r aire hmedo ( 0.013? E 0.>830 0.> E 0.8081
*r aire hmedo ( 0.803
Calcular N!ero de +a L."
PrxGrRa LL=
Ba ) ( ,&%$"- ,0.803- ( 31??.>1 Q 3.2 E 10 5
Como Ba)( 10 5M 3.2 E 10 5M 10
3 A # m2! 0.065m2
2>.10 ! ( 12.? 7
e. P&rdidas de calor (o(al por co$'ecci#$ e$ el secador.
-
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Konde n(? es el nmero total de divisiones del secador.
-. P&rdidas de calor por radiaci#$ e$ el secador.
).(..q 44radiacion = TTA w
Konde:
:
-
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-
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D4P: racci&n de aire seco
V4P: iscosidad del aire seco
DH2W ( 0.013?
D4P(0.>
Para hallar las 'iscosidades del a9ua 0 el aire7 se usa u$ $o!o9ra!a"
:;O 7 6?C@ > .6 cp >.6B1 9F!s
:AS .6?C@ > .15 cp >1.5B169F!s
,%X
-
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4ire hmedo ( 1.0 $"# m3
CLCULO DE HELOCIDAD MIMA
Pe calcula la velocidad puntual+ utiliando la ecuaci&n:
1 ( 2 g ! h (" aceite # " aire)
" aire
Para la pri!era !edici#$ a ;,
h> .1 pul9. # .235 !.
p4ceite,Kensidad del luido manomtrico- ( >51.>> !"#m3
paire,Kensidad del aire hmedo- ( 1.0 !"#m3
1 ( 29.81 g/m20.003048m (851.9886#1.0669)kg/m3
1.0669 kg/m 3
H1 > .02 mFs
Helocidad pu$(ual real"
r 1( C*itot E1
GWT4: C*itot,Coeiciente de *itot- es 1+05 ,Pe"n la eUperiencia descrita por
ctor Bocca [e"arra+ en la Tesis YKistribuci&n de elocidades en una tubera de
Pecci&n CircularY
r1( 1+ 05 U .02 m#s
Hr1 >8.2515 !Fs
De(er!i$aci#$ del $!ero de +e0$olds !Ki!o
p: Kensidad dl aire hmedo ( 1.0669 $"#m3
-
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: elocidad m=Uima ,en el centro del tubo de *itot- (8.2515 m#s
K: Ki=metro de la tubera ( 0+11?1 m
u(iscosidad (0+000018>> $"#ms
Keterminaci&n del nmero de Be'nolds m=Uimo.
Be(DV$
u
Be(0,1141m 7.2515
m
s 1.0669kg /m 3
0,000017886 kg /ms
Be( ?. E 10?
a@ De(er!i$aci#$ de la relaci#$ 'elocidad F 'elocidad !Ki!a usa$do la9ra-ica de )r-ica de Niuradse.
%
% ma& ( 0.>3
$.+
.# / "$
-
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%@ De(er!i$aci#$ de la 'elocidad pro!edio.
%
% ma& ( 0.>3
%7.2515 ( 0.>3
promedio ( .01> m#s.
c@ De(er!i$aci#$ del caudal pro!edio.
m#s E ,]#?- U ,0.11?1-2
\( 0.015? m3#s
Keterminaci&n de la composici&n de humedad del aire a la entrada del secador:
)a composici&n de humedad a la entrada del secador debe ser i"ual a la entrada
del euipo.
Humedad absoluta: 0.0332? !" a"ua#$" aire seco
Yagua= 0.0136kgagua
(1+0.0126 ) kgairehumedo
-
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Yagua=0.0134
Yaire= 1kgaire seco
(1+0.0136 ) kgairehumedo
Yaire=0.9866
De(er!i$aci#$ de la E$(alpia 0 'olu!e$ especi-ico"
4 partir de la carta psicomtrica se determina los valores de las respectivas meclas
aire vapor saturado:
Temperatura de bulbo seco: 8 C
Temperatura de bulbo hmedo: 5> C
Humedad: 0.013 $" H2W # !" 4ire seco.
Ke las cartas psicomtricas:
H mecla ,T(8 C+ h (0.013- ( 105 !_ #$" de aire seco.
H mecla ,T(5> C+ h (0.013- ( 5 !_ #$" de aire seco.
mecla ,T(8 C+ h (0.013- ( 0.>2 m3 #$" de aire seco.
mecla ,T(5> C+ h (0.013- ( 0.5 m3 #$" de aire seco.
\ ,7- (C4X)K4) ,H mecla salida # mecla salida H mecla salida # meclasalida-
-
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\( 0.015? m3#s E ( 105'(/kg deaire seco0.982m 3/kg deaire seco 95'(/kgde aire seco0.959m3 /kgde aire seco )
\( ?>3.0 7
I. APNDICE
EJEMPLO DE CLCULOS.
1. Clculo de las prddas de calor e! las paredes "er#cales del
secador.
Para la primera divisi0n de la pared 1 tenemos23rea2 $.""+ m%
Per4metro2 ".+m
5W6temperatura de pared7 * %.89
5:6temperatura del uido7* %" 89
5W< 5: * . 89
Para calcular las prdidas de calor en esta pared aplicamos laecuaci0n 6#7.
Procedemos entonces a =allar el n>mero de ?ras=of, para estotomamos las propiedades de los uidos a la temperatura media y=allamos la lon@itud caracter4stica de la superAcie:
KCTT
T wf =+
= 7.2957.222
-
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mm
m
P
AL scaract 08536.0
38.1
118.0 2=
===
Entonces2
1
00338.0
= K ,sm2
00001551.0=, reemplaBando en la ecuaci0n 6'7,
resulta2
( ) ( )
( ) 291461
00001551.0
4.308536.000338.08.9
2
31
2
2
=
=
sm
sm
L
KmKGr
En la ecuaci0n 6&7 CeemplaBamos ?r para =allar el n>mero deCaylei@=2
( ) 206920)291461(7099.0 ==LRa
En donde $.-$## es el n>mero de Prandtl del aire =>medo
calculado a partir de los n>meros de Prandtl del aire y a@ua
respectivamente. ue@o aplicamos la ecuaci0n 6#7 para =allar
n>mero de usselt2
( )022.11
7099.0490.01
206920387.0825.0
2
278
169
61
=
+
+=LNu
ue@o, despeando hde la ecuaci0n 67 y reemplaBando el valor de
u
KmWKm
W
mh
=
= 234.308536.0
025873.0022.11
Por lo tanto la prdida de calor en esta re@i0n del secador serG2
WKmqKm
W 34.14.334.3118.0 22 ==
-
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De la misma manera se procede con el cGlculo de las superAcies
laterales, arriHa y aHao. 65aHlas "" al "&7.
$. Clculos de de las prddas de calor e! las super%ces de
e!#rada & de salda del secador.
Para este cGlculo se dividi0 el s0lido de entrada y salida en cuatro
superAcies. DeHido a la @eometr4a de los s0lidos, las superAcies se
traHaaron como superAcies planas2 dos superAcies verticales con
un cierto Gn@ulo de inclinaci0n, y dos superAcies verticales.
Super%ce "er#cal !cl!adacon la pared caliente =acia arriHa
6superAcie 1"7.
Para la primera divisi0n de esta superAcie tenemos2
5enemos2
3rea2 $.$"$- m%
Per4metro2 $.&-'m
3n@ulo2 $8
5W6temperatura de pared7 * %#.$ 89
5:6temperatura del uido7* %%.' 895W< 5: * &.' 89
Para calcular las prdidas de calor en esta pared aplicamos la
ecuaci0n 6"7
Procedemos entonces a =allar el n>mero de ?ras=of, para esto
tomamos las propiedades de los uidos a la temperatura media y
=allamos la lon@itud caracter4stica de la superAcie2
KCTT
T wf =+
= 38.30038.272
-
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mm
m
P
AL scaract 0292.0
3675.0
107.0 2=
===
Entonces, de taHlas tenemos2
1
0033656.0
= K , s
m2
00001593.0= , reemplaBando en la ecuaci0n 6'7,
resulta2
( ) ( )
( ) 21136
00001593.0
5.160292.00033656.08.92
31
2
2
=
=
sm
sm
L
KmKGr
En la ecuaci0n 6&7CeemplaBamos ?r para =allar el n>mero de
Caylei@=2
( ) 14991)21136(70927.0 ==LRa
ue@o aplicamos la ecuaci0n 6"7para =allar n>mero de usselt2
( ) 797.540cos70927.02113656.0 41
==LNu
ue@o, despeando hde la ecuaci0n 67 y reemplaBando el valor de
u
KmWKm
W
mh
=
= 220.50292.0
02622.0797.5
Por lo tanto la prdida de calor en esta re@i0n del secador serG2
WKmqKm
W 36.05.620.50107.0 22 ==
De i@ual para todas la superAcies inclinadas. 65aHlas "- al %7.
-
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'. Calor perddo por el secador (#eraco!es)
El calor total se calcula de la si@uiente manera2
=
==n
i
i WqQ1
91.71
Donde n es el n>mero total de divisiones del secador.
De i@ual manera para los diferentes mtodos de iteraci0n. 65aHla
%&7.
*. +ala!ce de e!erg,a e! la e!#rada & e! la salda del secador.
Para =acer el Halance de ener@4a se tomaron las condiciones del aire
a la entrada del secador 6salida de la resistencia7 y salida del
secador. Para estas etapas tenemos2
Clculo de las propedades del are -/edo0
5emperatura del HulHo seco2 "89
5emperatura del HulHo =>medo2 %".' 89
9on los datos anteriores evaluamos en la carta psicomtrica donde
tenemos2
umedad aHsoluta2 $.$"% J@ a@ua)k@ aire seco
Fracci0n en peso de a@ua y aire2
Yagua= 0.0124 kgagua
(1+0.0124 ) kgairehumedo
Yagua=0.01225
Yaire= 1kg aire seco
(1+0.0124 ) kgairehumedo
Yaire=0.98775
-
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9alculando el peso molecular promedio con las fracciones2
1
)*=
Yagua
)*agua+
Yaire
)*aire
1
)*=
0.01225
18 g /mol+
0.98775
28.66 g/mol
)*=28.78g /mol
" ( aire humedo)=) )*
+ T
" ( aire humedo)= 1atm28.78 /mol
0.082atmLmol'
304.15 '
" (airehumedo )=1.147kg/m3
Calculo de la "elocdad //a & /eda /eda!#e el /#odo gra%co
V=C$
2
g h
("aceite
"AH 1
)Donde2
9p* 9oef. del medidor de tuHo pitot 6asumimos $.#+7
@ * 1celeraci0n de la @ravedad * #.+ m)s%
= * ectura del picn0metro 6m7* $.$$&
CeemplaBando2
KmG!* #. m)s
ma&=Vma& D "
-
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Para Kma!, se tiene r * $, entonces Kma!* #. m)s
CeemplaBando2
ma&=71216.85
De la gra%ca (2pro/3 2/a) "s 4e/a5 se #e!e0
V$rom/Vma&=0.825
V$rom=0.8259.43=7.78m /s
Calculo de la "scosdad del are -/edo & rea de la #u6er,a
,= 1
Yagua
,agua+
YA seco
,A seco
=0.00001821
A=- D
4
2
=0.113m2
Calculo de 7u8os /ascos 9 (:gA;3s) & 9 (:gAS3s)0
.( kgAHs )=V$rom& A tuberia& "airehumedo=0.1009
.
(kgAS
s
)=.
(kgAH
s
)&Y(
kgAS
kgAH)=0.0996
Calculo de < perddo (=)0
-
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/=.( kgASs )& H( '(
'g AS)
/=0.0996 ( kgASs )& (6364 )( '('g AS )&1000
/=99.6485
>. +ala!ce de e!erg,a de la ress#e!ca.
IVQ electricaaresistenci *=
AVQ electricaaresistenci 17*220=
WQ electricaaresistenci 3740=
?. Prddas de calor al /edo a/6e!#e
Por el /#odo de #eraco!es0
Calor$erdido=
Calor $erdido e0 el secador(metodo de areas)
Calor dado al 1luido $or laresiste0cia =1.92
Calor$erdido=Calor $erdido e0 el secador(metodotem$eraturamedia)
Calor dado al 1luido $orla resiste0cia =1.55
PO4 +ALANCE DE ENE49@A0
Calor$erdido=Calor $erdido e0 el secador(bala0cede e0ergia)
Calor dado al 1luido $orla resiste0cia =2.66