4. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

4.1. Práctica 1: Determinación experimental de las curvas de secado de la arena

Objetivo

Nuestro objetivo en esta práctica es obtener las curvas de secado.

Introducción

El objetivo de esta práctica es la obtención de las curvas de secado e identificar el período antecrítico y el período poscrítico.
La función de un secador de sólidos de bandejas es eliminar el agua del sólido, sin alterar sus propiedades. En esta planta piloto se mantiene controlado en todo momento la temperatura, humedad y velocidad del aire, y además, el peso del sólido.

En la siguiente imagen se pueden ver las partes principales del equipo:

Donde:

1) Ventilador	5) Tapa transparente	9) Registro del sensor de temperatura/ humedad
2) Carcasa	6) Soporte de material a secar con bastidor	10) Balanza digital
3) Armario de mando	7) Tornillo de compensación	11) Temperatura T1-sensor de humedad 1
4) Canal de secado con ventana	8) Anemómetro	12) Conexión del elemento calefactor

Las partes del armario de mando son las siguientes:

Donde:

a) Velocidad del aire en el canal (m/s)	e) Interruptor de conexión/desconexión para el ventilador	i) Conmutador escalonado para potencia calefactora
b) Temperatura T1/T2	f) Interruptor de conexión/desconexión para el calefactor	j) Conector USB para registrar los datos con el ordenador
c) Humedad relativa del aire 1/2	g) Indicador de sobrecalentamiento	k) Conexión para la balanza
d) Interruptor principal	h) Control del número de revoluciones del ventilador	l) Base del enchufe de red

Materiales

Los materiales que se utilizaran será la planta piloto de secado de sólidos, arena fina de grosor 0-3 mm y agua destilada.

Procedimiento

• Encender el ordenador.
• Conectar la balanza con el ordenador.
• Girar el interruptor principal del armario de mando en posición ON.
• Encender la balanza apretando el botón “ON” y sin las bandejas, tarar la balanza.
• Poner las bandejas de una en una y anotar el peso de cada una, dejarlas fuera del aparato.
• Pulsar el pulsador doble de conexión del ventilador en posición ON.
• Después se seleccionan las revoluciones del ventilador, girando la rueda. Como máximo puede llegar a 950 rpm.
• Después se enciende el calefactor con el pulsador doble en posición ON.
• Se selecciona la potencia calefactora mediante el conmutador escalonado. Como máximo puede llegar a 3500 W (escalón 7). Se tiene que tener en cuenta que no puede funcionar el calefactor con la potencia máxima y el ventilador a la velocidad mínima ya que se desconectaría por sobrecalentamiento.
• Se dejará el ventilador y el calefactor encendidos hasta que se llegue a unas condiciones constantes.
• Una vez se ha llegado a las condiciones estables se anota el valor del flujo del aire, temperatura y el % de humedad relativa que se muestra en el armario de mando.
• Seguidamente se llenaran las 4 bandejas con una capa de arena húmeda.
• Se colocaran una por una en el bastidor, y se anotará el peso de cada una por separado.
• Una vez pesadas, se introducirán las 4 bandejas y se iniciará el software para guardar los datos.
• Se dejará el proceso de secado hasta un peso constante.
• Para parar el aparato, primero de todo se desconectará el calefactor pulsando el pulsador doble en posición OFF.
• Se dejará unos 5 minutos el ventilador encendido y a continuación se parará poniéndolo en posición OFF.
• Se sacaran las bandejas y se limpiaran cuidadosamente.
• Se apagará la balanza.
• Finalmente se desconectará el secador por la rueda del armario de mando poniéndolo en posición OFF.

En el siguiente vídeo podemos ver la experimentación en la planta:

Elaboración de resultados

Para poder expresar los resultados en forma de gráficos hará falta una tabla del tipo:

- Para las curvas referidas al sólido:

Tiempo (h)	Masa sólido húmedo (g)	Masa agua (g)	Humedad sólido (X) (g H2O/g sólido seco)	Variación humedad (∆X/∆t) (g H2O/g sólido seco·h)	Velocidad de secado (W) (g H2O/m2·h)

Donde: W=-(S/A)·(∆X/∆t)

- Para las curvas referidas al aire:

Tiempo (h)	Potencia eléctrica calefactor (W)	Temperatura entrada (ºC)	Temperatura salida (ºC)	PHI_1 (%)	PHI_0 (%)	x1 (g vapor/Kg aire seco)	Caudal volumétrico aire (dV/dt) (m3/h)

Donde:
PHI_1 es la humedad relativa del aire en la entrada.
PHI_0 es la humedad relativa del aire en la salida.

En el apartado de fundamentos teóricos hay expresadas todas las fórmulas necesarias para los cálculos y además la explicación de todos los conceptos.