Bonjour à tous,
J'aurais besoin de votre aide pour dimensionner un sécheur industriel de bois (précédant un réacteur de pyrolyse) pour un projet de fin d'année. Le dimensionnement ne doit pas forcément être complexe, simplement déterminer une longueur en fonction d'un diamètre fixé.
J'ai choisi un sécheur de type tambour rotatif. Le principe est simple : des particules de bois circule dans le cylindre avec de l'air chaud à contre-courant dont le but est d'éliminer l'eau du bois. Voici mes conditions de départ :
Débit de gaz à l'entrée : 10000 kg/h
Débit de bois à l'entrée : 1000 kg/h
Humidité absolue du gaz à l'entrée : 4%
Humidité absolue du bois à l'entrée : 45%
Humidité absolue du bois à la sortie : 18% (cahier des charges)
Température gaz à l'entrée : 105 °C
Température bois à l'entrée : 25°C
A partir de là en écrivant les différents bilans coté gaz puis coté solide, ainsi qu'en m'aidant du diagramme de Mollier, j'ai pu déterminer les différentes caractéristiques à la sortie du sécheur :
Débit de gaz à la sortie : 10600 kg/h
Humidité du gaz à la sortie : 5,9%
Débit de bois "sec" à la sortie : 690 kg/h
Température du bois à la sortie : 45°C
Débit de vaporisation : 186 kg/h
Pour cette partie du problème je suis à peu près sûr de moi, le problème vient par la suite. La longueur du sécheur est donnée par le produit de la Hauteur d'Unité de Transfert (HUT) et le Nombre d'Unité de Transfert (NUT) : L = NUT*HUT
NUT = ln [ (température gaz à l'entrée - température bois sortie ) / ( température gaz sortie - température bois sortie ) = ln [(105-45/(60-45)]= 1,39
C'est pour HUT que je bloque, puisqu'il faut s'intéresser au coefficient de transfert.
HUT = (Débit gaz sortie * Capacité massique gaz)/(coefficient transfert matière * diamètre)
Et donc pour déterminer le coefficient de transfert, il faut se pencher sur l'écoulement du gaz à travers le cylindre (calculer Reynolds, Prandtl et Nusselt)
Re = (Masse volumique gaz * vitesse gaz * diamètre) / (viscosité gaz)
Nu = 0,02 * Re^0,8 (on considère Prandtl = 0,7)
coefficient de transfert = (Nu * conductivité thermique) / (Diamètre)
Il est difficile d'être clair sans pouvoir rentrer d'équation... Cependant mon problème est le suivant : En faisant mes calculs, je trouve que la longueur du sécheur diminue lorsque je diminue le diamètre ce qui me parait bizarre (Et d'ailleurs les dimensions sont hallucinantes : 1m de diamètre et 150 m de long...). Je pense donc qu'il y a un souci avec la géométrie (peut-être introduire un diamètre hydraulique ?) que je n'arrive pas à résoudre.
Si quelqu'un parvient à comprendre mon problème et arrive à me proposer une solution, ça serait génial ! Merci par avance
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