Cálculo y simulación de un secador convencional para madera aserrada de una capacidad de 15,000 pt.

Abstract

La presente tesis se enmarca dentro del tipo de trabajos de Investigación Bibliográfico Experimental, cuyo contexto de desarrollo está centrado principalmente en la Ingeniería Mecánica, asi como la Ingeniería Forestal y Eléctrica. La síntesis del contenido es la siguiente. En el capítulo I se vierten conceptos del secado de la madera como la estructura, contenido de humedad, difusión del agua, velocidad de secado, y defectos durante el secado; identificando factores que influyen en el secado que son la temperatura, humedad y velocidad de circulación del aire. Asimismo, se enuncian diferentes tipos constructivos de secadores por la forma de circulación del aire en la cámara; ubicación del ventilador y pilas de madera para luego tratar los métodos de calentamiento. El capítulo siguiente contiene la justificación de capacidad y tipo en base al análisis de cuadros estadísticos de producción y comercialización, especies de maderas a secar, programas de secado, condiciones climatológicas, propiedades físicas de la madera húmeda, tamaño y espesor de la madera, velocidad de circulación del aire a través de la pila y tamaño de la pila. Establecemos dimensiones básicas para la pila de madera y cuatro alternativas de construcción para seleccionar la mejor, asi como, se crearon relaciones matemáticas y programas para calcular las propiedades físicas del aire húmedo, identificamos y justificamos los parámetros de transferencia de calor, caída de presión, geometría del intercambiador; finalmente calculamos ocho intercambiadores que usaremos en la simulación del proceso de calentamiento lo cual se explica en el capítulo III. En el capítulo IV se desarrolla las relaciones matemáticas que gobiernan el proceso de transferencia de calor por conducción en estado inestable para la cámara y madera, resolviéndose la ecuación diferencial por el método de diferencias finitas y balance de energía para luego convertirlos a programas. A través de un programa integral obtenemos la distribución de temperaturas, flujo de calor e incremento de energía interna en cualquier instante en el techo, paredes, piso y madera; concluyendo en la selección del intercambiador de calor óptimo y ventilador. El último capítulo contiene la discusión y cálculo para materiales y dimensiones para rieles, carro porta madera, puerta, deflectores y se trata el problema de la corrosión y sus efectos para recomendar el pintado adecuado de la cámara, asimismo, se selecciona el sistema de control y regulación y aire comprimido necesario para estos equipos.