Foros de SóloIngeniería

- 07 Mar 2009, 11:36 #148323

Estamos intentando reducir el consumo energético de unos hornos secadores en base a intentar acomodar las necesidades de tiempos de secado en piezas por moldeo al vacío de fibras cerámicas, minerales.

Los problemas son varios:

a) los hornos tienen temporización, pero no conocemos el tiempo real de secado y producción se quiere asegurar de que secan bien por lo que los períodos de secado son excesivamente largos seguramente.

b) no conocemos la humedad media de entrada ni la que debe tener en la salida.

Estimamos que una optimización de la tarifa del gas podría suponer una reducción de unos 1.500-2.000 euros/mes, pues actualmente pagamos una pasada al mes (6.000 - 9.000 euros).

Se me había ocurrido intentar buscar una relación entre la humedad presente en las piezas a la hora de introducirlas y sacarlas del horno, de tal forma que aprovechando las ecuaciones de régimen transitorio de transmisión de calor, buscar una relación psicrométrica humedad-temperatura y resolviendo el problema para flujo perfectamente vertical, intentar experimentar obteniendo un factor reductor que equivalga a nuestro flujo de calor. De esa forma podríamos saber el tiempo en minutos que necesita la fabricación de una pieza tipo y una vez obtenido ese estudio, generalizarlo para el conjunto de piezas si tiene algún tipo de relación de humedades entre ellas.

El tiempo alcanzado para una temperatura dada en la zona media de una pieza longitudinalmente es fácil de obtener por esas ecuaciones, por lo que conociendo las humedades de entrada y de salida que equivalen, se obtiene el tiempo necesario. Supongo que por psicrometría podría hallarse, pero admitro sugerencias, pues esto es una visión a grandes rasgos del problema y no me quiero meter en profundidades de momento, porque encima el jefe reniega de cálculos.

Preguntas:

¿Quién podría darme ese estudio de humedades? ¿Un laboratorio químico?

¿Alguien sabe si esto es factible o lo ha experimentado?

Se nos había ocurrido instalar algún tipo de sensor en el interior, pero se alcanzan temperaturas de hasta 200 º C, y puede que estos sensores se dañasen.

Toda información sobre este tema de alguien que sepa, será bien agradecida.

Gracias.

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Al principio te dijeron: F = m · a; luego llegaste a F = dp /dt. ¿Y qué es ésa F? Algo que se modifica con el tiempo.
"Fui pobre, mi nombre no importa, pero llegué a ser el príncipe de las matemáticas". Gauss.

- 07 Mar 2009, 20:32 #148361

Hola:

El secado es una de las operaciones unitarias más complejas porque está controlado por la transmisión de calor y la transferencia de materia y la solución no es siempre aumentar ambos gradientes dado que puede repercutir negativamente en la calidad del producto final.

Caracterizar bien un sistema de este tipo requiere cierto esfuerzo en investigación. Conozco un grupo de investigación en secado en una universidad. Si te interesa mándame un privado y te envío el contacto.

Me temo que si no sabes exactamente de qué partes (la humedad de la pieza a secar) y a dónde quieres llegar (humedad final) evaluar la conveniencia en tiempos, gradientes, etc. tendrá poco fundamento. Te sugiero que calcules al menos la humedad total de la pieza a la entrada, de forma aproximada al menos, por pesada directa, secado a 105-110 ºC durante 24 horas y pesar de nuevo.

Supongo que el secado se produce con renovación de volúmenes de aire. En ese caso podrías fácilmente estudiar la evolución de la humedad a la salida con el tiempo y de alguna forma evaluar la velocidad y la economía del secado.

Si no es con renovaciones de aire podrías medir directamente en el interior. Yo tengo una sonda para medida de humedades y temperaturas, y si no me equivoco puede medir los 200 ºC. Y para el mismo aparato existen otras sondas, en función de las necesidades. Es de la casa Testo.

Tampoco es que yo sea un máquina en secado, te hablo de lo poco que yo vi.

Un saludo.

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- 07 Mar 2009, 21:40 #148364

Hola:

El secado es una de las operaciones unitarias más complejas porque está controlado por la transmisión de calor y la transferencia de materia y la solución no es siempre aumentar ambos gradientes dado que puede repercutir negativamente en la calidad del producto final.

Es cierto, creo que habría que tener en cuenta la ley de Fick de difusión, pero por experiencia, si se conociesen las humedades de entrada y de salida del producto para una calidad final de secado, por equivalencia con las temperaturas por las propias ecuaciones creo que se calcularían los tiempos. Lo bueno, es que la temperatura de la entrada de las piezas es siempre la ambiental, que es un dato conocido (unos 18-23 ºC) Esto se podría estudiar mediante un estudio químico de gente especializada que monitorizasen las humedades, o bien que alguien con medios hiciese el estudio mediante algún tipo de sensor. No se me ocurre de otra forma. Sí que nos han hecho un cálculo de rendimientos de los secadores y estoy ansioso por conocer el informe para ver si puedo extraer algo del tema, pero no esto que digo.

Caracterizar bien un sistema de este tipo requiere cierto esfuerzo en investigación. Conozco un grupo de investigación en secado en una universidad. Si te interesa mándame un privado y te envío el contacto.

Te voy a enviar un mensaje. Gracias.

Me temo que si no sabes exactamente de qué partes (la humedad de la pieza a secar) y a dónde quieres llegar (humedad final) evaluar la conveniencia en tiempos, gradientes, etc. tendrá poco fundamento. Te sugiero que calcules al menos la humedad total de la pieza a la entrada, de forma aproximada al menos, por pesada directa, secado a 105-110 ºC durante 24 horas y pesar de nuevo.

Efectivamente, ése es el problema. Además no podemos hacer un ensayo de 24 horas a esa temperatura porque trabajamos a unos 190-200 ºC (que por cierto, no sé el porqué, pues seguro que nadie ha probado a hacerlo a menos o más alargando o acortando el tiempo de secado, y evaluar el consumo de gas y/o el gasto energético). Pero sí me estás dando una idea de como podíamos ahcer el cálculo d ela humedad en función de la pesada antes de entrar y la de salida, pues ahí se recoge la cantidad de agua evacuada por secado

Supongo que el secado se produce con renovación de volúmenes de aire. En ese caso podrías fácilmente estudiar la evolución de la humedad a la salida con el tiempo y de alguna forma evaluar la velocidad y la economía del secado.

Hemos puesto hace 2 semanas unos contadores que miden el consumo en m3 de cada secador. La empresa nos pone en la factura un PCI. Yo me acuerdo que calculábamos PCI, sabiendo los procentajes de C, H2,... del combustible pero ahora no estoy muy puesto en el tema, sería cuestión de repasarlo, pero ese PCI evidentemente va en función de la composición del gas combustible, y según la suministradora, cada mes varía ligeramente. El PCI al estar en unidades kJ/kg y a través de la densidad del gas (kg/m3), se obtiene una relación para el gasto energético, que puede ayudar a conocer si a más o menos temperatura (menores tiempos o mayores de secado) se consume más o menos.

Si no es con renovaciones de aire podrías medir directamente en el interior. Yo tengo una sonda para medida de humedades y temperaturas, y si no me equivoco puede medir los 200 ºC. Y para el mismo aparato existen otras sondas, en función de las necesidades. Es de la casa Testo.

Hay que investigar sobre eso.

Tampoco es que yo sea un máquina en secado, te hablo de lo poco que yo vi.

Yo acabo de empezar a ver esto superficialmente. Tengo experiencia en cálculos térmicos de edificación. De hecho he recibido un premio de investigación recientemente sobre esos temas , pero, a pesar de todo, en esto, soy un novato. Tan solo tengo ideas teóricas.

Gracias.

Un saludo. [/quote]

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Al principio te dijeron: F = m · a; luego llegaste a F = dp /dt. ¿Y qué es ésa F? Algo que se modifica con el tiempo.
"Fui pobre, mi nombre no importa, pero llegué a ser el príncipe de las matemáticas". Gauss.