Esercitazione: Essiccamento di una fetta di pane IHRAQHT! Esercitazione: Essiccamento di una fetta di pane Impianti Chimici II Alessandro Quarantotto – Andrea Mazzucotelli A.A. 2014/15 A. Quarantotto & A. Mazzucotelli

APPROCCIO ALLA RISOLUZIONE ESERCITAZIONE: ESSICCAMENTO DI UNA FETTA DI PANE 2 DESCRIZIONE DEL PROBLEMA… TRACCIA OBIETTIVO Si vuole stimare il tempo necessario ad asportare la totalità del contenuto di acqua di una fetta di pane umida, investita da una corrente di aria calda e secca. APPROCCIO ALLA RISOLUZIONE Discretizzazione in tre intervalli IPOTESI Scambi solo sulla superficie esposta alla corrente d’aria; Pressione atmosferica; Essiccamento solo in transizione di fase. A. Quarantotto & A. Mazzucotelli 2

…DESCRIZIONE DEL PROBLEMA ESERCITAZIONE: ESSICCAMENTO DI UNA FETTA DI PANE 3 …DESCRIZIONE DEL PROBLEMA DATI GEOMETRIA Spessore = 0,02 m; Lato = 0,1 m. PROPRIETÀ PANE Densità = 400 kg/m3; Cp = 3,2 kJ/kg/K; Coefficiente di scambio convettivo = 0,116278 kJ/m2/s/K. ALTRI DATI Tgas = 180 °C; Tpane(t = 0) = 20 °C; Umidità (t = 0) = 0,4 kgH2O/kgsecco; ∆Hev = 2176,72 kJ/kg; A. Quarantotto & A. Mazzucotelli 3

PRIMA “FETTA” (T ≠ 100 [°C]) ESERCITAZIONE: ESSICCAMENTO DI UNA FETTA DI PANE 4 EQUAZIONI RISOLUTIVE PRIMA “FETTA” (T ≠ 100 [°C]) BILANCIO MATERIALE BILANCIO ENTALPICO A. Quarantotto & A. Mazzucotelli 4

PRIMA “FETTA” (T = 100 [°C]) ESERCITAZIONE: ESSICCAMENTO DI UNA FETTA DI PANE 5 EQUAZIONI RISOLUTIVE PRIMA “FETTA” (T = 100 [°C]) BILANCIO MATERIALE BILANCIO ENTALPICO A. Quarantotto & A. Mazzucotelli 5

EQUAZIONI RISOLUTIVE ESERCITAZIONE: ESSICCAMENTO DI UNA FETTA DI PANE 6 EQUAZIONI RISOLUTIVE “FETTE” 2 E 3 (T ≠ 100 [°C]) BILANCIO MATERIALE BILANCIO ENTALPICO A. Quarantotto & A. Mazzucotelli 6

EQUAZIONI RISOLUTIVE ESERCITAZIONE: ESSICCAMENTO DI UNA FETTA DI PANE 7 EQUAZIONI RISOLUTIVE “FETTE” 2 E 3 (T = 100 [°C]) BILANCIO MATERIALE BILANCIO ENTALPICO A. Quarantotto & A. Mazzucotelli 7

TEMPI DI RISCALDAMENTO ESERCITAZIONE: ESSICCAMENTO DI UNA FETTA DI PANE 8 RISULTATI – CASO 1 CONDUCIBILITÀ = 0,8 [kJ/m/s/K] TEMPI DI RISCALDAMENTO t (T1 = 100 °C) = 77,25 s; t (T2 = 100 °C) = 233,58 s; t (T3 = 100 °C) = 765,27 s. A. Quarantotto & A. Mazzucotelli 8

CONDUCIBILITÀ = 0,8 [kJ/m/s/K] ESERCITAZIONE: ESSICCAMENTO DI UNA FETTA DI PANE 9 RISULTATI – CASO 1 CONDUCIBILITÀ = 0,8 [kJ/m/s/K] TEMPI DI ESSICCAMENTO t (mH2O,1 = 0 kg) = 81,20 s; t (mH2O,2 = 0 kg) = 763,15 s; t (mH2O,3 = 0 kg) = 1532,45 s. A. Quarantotto & A. Mazzucotelli 9

TEMPI DI RISCALDAMENTO ESERCITAZIONE: ESSICCAMENTO DI UNA FETTA DI PANE 10 RISULTATI – CASO 2 CONDUCIBILITÀ = 1,6 [kJ/m/s/K] TEMPI DI RISCALDAMENTO t (T1 = 100 °C) = 112,91 s; t (T2 = 100 °C) = 191,69 s; t (T3 = 100 °C) = 585,00 s. A. Quarantotto & A. Mazzucotelli 10

CONDUCIBILITÀ = 1,6 [kJ/m/s/K] ESERCITAZIONE: ESSICCAMENTO DI UNA FETTA DI PANE 11 RISULTATI – CASO 2 CONDUCIBILITÀ = 1,6 [kJ/m/s/K] TEMPI DI ESSICCAMENTO t (mH2O,1 = 0 kg) = 116,42 s; t (mH2O,2 = 0 kg) = 580,68 s; t (mH2O,3 = 0 kg) = 1095,52 s. A. Quarantotto & A. Mazzucotelli 11