"Diseño y simulación de una cámara de secado para madera de balsa, mediante el análisis térmico y estructural para mejorar la eficiencia de secado.”
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Date
2020
Directors
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Publisher
Quevedo: UTEQ
Abstract
Este proyecto de investigación tiene como finalidad el diseño y simulación de una cámara de secado para madera de balsa, para mejorar la eficiencia de secado, como también la determinación de las propiedades y características termo-físicas de la madera. Mediante el uso de criterios ponderados se seleccionó el diseño más adecuado, que consta de recubrimientos metálicos y lana de vidrio, ya que estos necesitan un menor flujo de calor para alcanzar la temperatura de operación y mayor resistencia a la conductividad térmica.
La cámara de secado se diseñó para secar 20,5 𝑚3 de madera de balsa, con una altura de 4 𝑚 , ancho de 4,45 𝑚 , profundidad de 7,4 𝑚 y un angulo de caída de 3°, este se lo realizo con la ayuda del software CAD SOLIDWORKS, además de aplicar un análisis de elementos finitos estructural, donde la mayor deformación que presenta la estructura es el techado alcanzando los 4 𝑚𝑚 y un factor de seguridad mínimo de 𝑛𝑚𝑖𝑛=7,78.
Mediante la determinación de los parámetros de diseño para la selección de los componentes del sistema calefactor y de ventilación, se seleccionó dos serpentines que cuenta con 22 tubos de una pulgada de diámetro nominal y 2 metros de largo, se requiere un ventilador de tipo axial de seis palas con un diámetro de hélice de 1,25 m. Con la determinación del programa de secado, se realizó la comparación de una cámara de secado convencional y el diseño estudiado, el cual presentó una disminución de pérdidas de calor por las paredes, con una eficiencia de 3 a 1, pero obteniendo un mismo tiempo de secado de aproximante 155,9 h (7 días aproximante), para alcanzar un porcentaje de humedad del 12 %.
Palabras claves: balsa, cámara de secado, secado de madera, análisis estructural,
análisis térmico.
Description
The purpose of this research project was the design and simulation of a drying chamber for balsa wood to improve the drying efficiency, jointly with the determination of the properties and thermo-physical charanteristics of the wood. By using weighted criteria, the most suitable design was selected, which consists of metallic coatings and glass wool, since these require less heat flow to reach operating temperatures and greater resistance to thermal conductivity.
The drying chamber was designed to dry 20,5 𝑚3 of balsa wood, with a height of 4 𝑚, width of 4,45 𝑚, a depth of 7,4 𝑚 and a fall angle of 3°, This was done with the help of SOLIDWORKS CAD software, in addition to applying a structural finite element analysis, where the greatest deformation of the structure is the roof, reaching 4 mm and a minimum safety factor of 𝑛𝑚𝑖𝑛=7,78.
By determining the design parameters for the selection of the components of the heating and ventilation system, two coils were selected that have 22 tubes of one inch in nominal diameter and 2 meters long, an axial type fan of six blades with a propeller diameter of 1.25 m. With the determination of the drying program, the comparison of a conventional drying chamber and the studied design was carried out, which showed a reduction in heat losses through the walls, with an efficiency of 3 to 1, but obtaining the same time of drying for approximately 155,9 h (around 7 days), to reach a humidity percentage of 12%.
Keywords: raft, drying chamber, wood drying, structural analysis, thermal analysis.
Keywords
Balsa, Cámara de secado, Secado de madera, Análisis estructural, Análisis térmico
Citation
Diaz Coello, Julio Sebastián; Garofalo Zambrano, Julio Alberto (2020). "Diseño y simulación de una cámara de secado para madera de balsa, mediante el análisis térmico y estructural para mejorar la eficiencia de secado.” Quevedo. UTEQ. 173 p.