O que é transferência de calor por impacto direto?
A transferência de calor por impacto direto utiliza o ar como agente de transferência de energia para aquecer um produto e alterar as propriedades do produto para um produto mais desejável. Na indústria de conversão, isso geralmente serve para secar um revestimento ou tinta de impressão, mas também é usado para alterar as propriedades do produto por tratamento térmico. O impacto direto geralmente é feito de um lado do produto (teia), mas em alguns casos os secadores utilizam calor acima e abaixo da teia.
O ar é aquecido e soprado sobre o produto da mesma forma que um secador de cabelo aquece e sopra ar quente diretamente no cabelo seco. Tal como acontece com um secador de cabelo, o ar em um secador de impacto é direcionado com um bocal ou bocais para o que você está tentando secar. Os princípios são os mesmos, assim como acontece com um secador de cabelo: quanto mais próximo o secador estiver do alvo, mais rápido ele aquece ou seca. Quanto mais quente o ar, mais rápido o alvo aquece ou seca. Quanto maior o fluxo de ar, mais rápido o alvo aquece ou seca. E como no exemplo do secador de cabelo, todos esses fatores podem ser usados ​​para secar a teia mais rapidamente; embora levado ao extremo, o produto será danificado por aquecimento ou secagem muito rápida.
A equação de transferência de calor pelo secador é definida como:
Onde: q=Calor transferido em Btu/(hr·ft2)
H=Coeficiente de transferência de calor
A=Área em pés2
TA=Temperatura do meio de aquecimento (ar)
TS = Temperatura da superfície do produto
Então, como classificamos a capacidade de aquecimento de um secador de impacto e como isso pode ser usado para caracterizar suas capacidades de desempenho?
A taxa de transferência de calor é medida pelo coeficiente de transferência de calor, H e é medida em Btu/(hr·ft2·°F), onde °F é a diferença de temperatura entre o ar da fonte de calor (TA) e a superfície alvo ( TS). Deve-se notar que a temperatura da superfície alvo atingirá rapidamente uma temperatura de equilíbrio enquanto o líquido da solução está evaporando e a superfície do produto ainda está úmida devido ao efeito de resfriamento evaporativo do líquido de revestimento. O TS permanecerá nesta temperatura até que a umidade seja substancialmente removida, após o que o calor necessário para a evaporação deverá ser transferido para o plano de vaporização por condução. A temperatura da superfície aumenta rapidamente neste ponto e para esta discussão marca essencialmente o fim da secagem. Na prática, o coeficiente de transferência de calor H pode ser usado para determinar a quantidade de energia fornecida pelo secador a um produto para aquecê-lo/secá-lo em um determinado período de tempo. Por exemplo:
Se o coeficiente de transferência de calor para uma seção de um secador for 10 Btu/(hr·ft2·°F), o secador tem 10 pés de comprimento por 5 pés de largura, o diferencial de temperatura (∆T) entre o ar aquecido e o produto em o secador está a 100°F e o produto fica no secador por 10 minutos, podemos calcular a transferência de calor que é fornecida pelo secador ao produto da seguinte forma:
10 Btu/(h·ft2·°F) x (10 pés x 5 pés) x 100°F x 10 min x 1h/60min=8.333 Btu
Os coeficientes de transferência de calor para secadores de impacto podem variar de 1 Btu/(hr·ft2·°F), onde é necessário um aquecimento muito suave, até taxas acima de 30 Btu/(hr·ft2·°F), para aquecimento muito agressivo. Alguns produtos podem ser aquecidos agressivamente de ambos os lados e podem atingir taxas de transferência de calor ainda maiores.
Em nosso próximo artigo examinaremos quais dados do processo são úteis para a seleção do projeto otimizado do secador de impacto.
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