Esercitazione: Essiccamento di una fetta di pane

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1 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

2 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

3 …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, 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

4 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

5 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

6 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

7 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

8 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

9 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

10 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

11 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