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Calentamiento 100% indirecto de aire para secado de arroz usando como combustible cascarilla de arroz

Andrs Fajardo, Ing.(c). MecnicoRafael Barrios, Ing.(c). Mecnico

IntroduccinEn este trabajo se discuten los procedimientos para calcular la trasferencia de calor (conduccin, conveccin y radiacin), de un horno que lleva aire 100% indirecto a una cmara de secado de arroz y que usa como combustible cascarilla de arroz

Importancia de la BiomasaLa biomasa es toda sustancia orgnica renovable de origen tanto animal como vegetal. La energa de la biomasa proviene de la energa que almacenan los seres vivos.

Desde principios de la historia de la humanidad, la biomasa ha sido una fuente energtica esencial para el hombre. Con la llegada de los combustibles fsiles, este recurso energtico perdi importancia en el mundo industrial.

ESQUEMAMetodologaEste es un proyecto de investigacin de la asignatura de transferencia de calor. Nos apoyamos de las siguientes referencias bibliogrficas.

-Diseo de una Secadora de Tandas para Arroz usando como Combustible Cascarilla de Arroz- M. Espinosa L.

-Procesos de transferencia de calor- Kern

-Evaluacin de la eficiencia energtica de un horno que utiliza como combustible cascarilla de arroz- Bienvenido SarriaComposicin qumica del arrozCarbono (C)=39.1Hidrogeno (H)=5.2Nitrgeno (N)=0.6Oxigeno (O)=37.2Azufre (S)=0.1Ceniza (W)=17.8

Determinacin del flujo de combustible o de cascarillaMc = Potencia trmica / PCIMc = 0.2 KJ / sMc = 720 KJ / h

Potencia trmica : 3000 KJ /sPCI : 15000 KJ / Kg cascarilla7Determinacin del volumen del aire

Determinacin del volumen del nitrgeno

Determinacin del volumen del dixido de carbono

Determinacin del volumen del vapor de agua

Determinacin del volumen del gas seco

FLUJO VOLUMETRICO EL AIRE NECESARIO PARA LA COMBUSTION

Multiplicado el volumen especifico del aire Por el flujo de cascarilla

Determinacin del flujo volumtrico del aire proporcionado por el ventilador Vmv = Vel aire * rea ductoPor ser dos ventiladores iguales que se utilizara la respuesta se multiplica por 2 para satisfacer el valor obtenido del flujo volumtrico necesario para la combustin

Vel aire = 976.4 (ft / minutos) rea ducto = 130 inVmv = 1898.1216 CFMDETERMINACIN DEL FLUJO MSICO DE LA CENIZA DEL HORNO

FLUJO MSICO DEL AIREDeterminacin del flujo msico de los gases de combustin

ANALISIS DE TRANSFERENCIA DE CALORCp. aire : 1.007 (Kj / Kg C)Cp. gas : 1.163 (Kj / Kg C)

Dimensiones del horno Tuberia galvanizada sc40 ASTM A53 Dimetro nominal : 2" Dimetro exterior (m) : 0,0603 Espesor (mm) : 3,91 Longitud(m) : 6Dimetro interior(m) : 0,0525 Conductividad trmica (W/mK) : 47 K 58 rea(m2) : 1,13663088 Horno cilndrico AISI-SAE 1020 Dimetro (m) : 2,35altura (m) : 10,2 rea(m2) : 83,978895 Conductividad trmica (W/mK) : 47 K 51 volumen(m3) : 44,2411893

Determinacin de la transferencia de calor por medio de radiacin

Propiedades Termo-fisicas del aire para transferencia de calor por conveccion

Conveccion Externa

Determinacin de la transferencia de calor por conduccinT ext.tubos = 172C T int.tubo = 160C

Conveccion Interna

Determinacin de Q total de transferencia y coeficiente global de transferencia de calorQ total = Qrad + Qconv ext. + Qconv int + Qcond

Q total = 221861,8582 (KJ/S)

Numero total de tubos

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Al utilizar un combustible barato como lo es la cascarilla de arroz, se disminuye el costo del secado y tambin ayuda a disminuir el impacto ambiental que tendra el botar la cascarilla de arroz, como se hace actualmente en algunas plantas.Nuestro horno tendr una buena rea de transferencia de calor 25.44 m2 con un total de 22 tubos en donde se calentara el aire para ser llevado a una cmara de secado de arroz

Calentar excesivamente el arroz para descascararlo no acelera el proceso, por el contrario, produce rajaduras en el grano. Por esto la temperatura de secado no debe exceder los 70 C.

Se recomienda realizar un mantenimiento peridico, una limpieza completa del sistema e inspecciones visuales.

Monitorear la temperatura de secado para que no exceda los 70C.Verificar el porcentaje de humedad del arroz para saber por cuantas etapas de secado debe pasar el arroz, ya que al subir la temperatura del arroz bruscamente puede ocasionar grietas en el grano

MUCHAS GRACIAS!