Este documento presenta los resultados de tres experimentos para simular el calentamiento de leche en un intercambiador de calor tubular utilizando flujos paralelos y contracorrientes. Los experimentos miden la diferencia de temperatura media logarítmica, el coeficiente de transferencia de calor y la efectividad para diferentes configuraciones. Los resultados muestran que el flujo contracorriente mantiene un gradiente de temperatura más constante y es más efectivo para transferir calor.

1. UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA (UNAD)
ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA (ECBTI)
COMPONENTE PRACTICO
Yuly Gongora Garcia
c.c. 1065904394
TUTOR: RONALD MARSIGLIA FUENTES
PROGRAMA: INGENIERÍA DE ALIMENTOS
2022

2. Nombre de la práctica: Calentamiento de leche en un intercambiador de calor
tubular
Responsable: Yuly Paola Gongora Garcia
Evidencia de simulación de fluidos en paralelo
Experimento 1

3. Experimento 2
Experimento 3

4. Cálculo:
Diferencia de temperatura media logarítmica
Experimento 1
𝐿𝑀𝑇𝐷 =
∆𝑇1− ∆𝑇2
𝑖𝑛
∆𝑇1
∆𝑇2
Agua
∆𝑇1 = 90°𝐶 − 68,42°𝐶
∆𝑇1 = 21,58°𝐶
Leche
∆𝑇2 = 88,463°𝐶 − 4°𝐶
∆𝑇2 = 84,463°𝐶
𝐿𝑀𝑇𝐷 =
21,58°𝐶 − 84,463°𝐶
𝑖𝑛
21,58°𝐶
84,463°𝐶
𝐿𝑀𝑇𝐷 =
−62,883
−1,3649
= 46,071 °𝐶
Experimento 2
𝐿𝑀𝑇𝐷 =
∆𝑇1− ∆𝑇2
𝑖𝑛
∆𝑇1
∆𝑇2
Agua
∆𝑇1 = 90°𝐶 − 66,664 °𝐶
∆𝑇1 = 23,336 °𝐶
Leche
∆𝑇2 = 87,009°𝐶 − 4°𝐶
∆𝑇2 = 83,009 °𝐶
𝐿𝑀𝑇𝐷 =
23,336°𝐶 − 83,009°𝐶
𝑖𝑛
23,336°𝐶
83,009°𝐶
𝐿𝑀𝑇𝐷 =
−59,673
−1,2689
= 47,027°𝐶
Experimento 3
𝐿𝑀𝑇𝐷 =
∆𝑇1− ∆𝑇2
𝑖𝑛
∆𝑇1
∆𝑇2
Agua
∆𝑇1 = 90°𝐶 − 63,856 °𝐶
∆𝑇1 = 26,144°𝐶
Leche
∆𝑇2 = 84,286°𝐶 − 4°𝐶
∆𝑇2 = 80,286 °𝐶
𝐿𝑀𝑇𝐷 =
26,144°𝐶 − 80,286°𝐶
𝑖𝑛
24,144°𝐶
80,286°𝐶
𝐿𝑀𝑇𝐷 =
−54,142
−1,2015
= 45,062 °𝐶
Experimento Experimento 1 Experimento 2 Experimento 3
Temperatura inicial
de agua (T°C)
90 °C 90 °C 90 °C
Temperatura inicial
de la leche (T°C)
4°C 4 °C 4°C
Radio interior de la
tubería (cm)
1,5 1,5 1,5
Radio exterior de la
tubería(cm)
3,5 3,5 3,5
Longitud del
intercambiador de
calor (m)
15 15 15
Flujo másico del agua
( kg/s)
10 10 10

5. Flujo másico de la
leche ( kg/s)
0,25 0,5 1
Temperatura saliente
del agua ( T°C)
88,463 °C 87,009 °C 84,286 °C
Temperatura saliente
de la leche ( T°C)
68,42 °C 66,664 °C 63,856 °C
Diferencia de
temperatura media
logarítmica
46,071 °C 47,027°C 45,062 °C
Coeficiente general de
transferencia de calor
(Watts/hrxm2)
0.0093 0.0092 0.0084
Efectividad (ϵ) 4.55 4.60 6.26
Evidencia de simulación de fluidos en contracorriente
Experimento 1

6. Experimento 2
Experimento 3

7. Experimento Experimento 1 Experimento 2 Experimento 3
Temperatura inicial
de agua (T°C)
90 °C 90 °C 90 °C
Temperatura inicial
de la leche (T°C)
4°C 4°C 4°C
Radio interior de la
tubería (cm)
1,5 1,5 1,5
Radio exterior de la
tubería(cm)
3,5 3,5 3,5
Longitud del
intercambiador de
calor (m)
15 15 15
Cálculo:
Diferencia de temperatura media logarítmica
Experimento 1
𝐿𝑀𝑇𝐷 =
∆𝑇1− ∆𝑇2
𝑖𝑛
∆𝑇1
∆𝑇2
Agua
∆𝑇1 = 90°𝐶 − 68,936°𝐶
∆𝑇1 = 21,064°𝐶
Leche
∆𝑇2 = 88,45°𝐶 − 4°𝐶
∆𝑇2 = 84,45 °𝐶
𝐿𝑀𝑇𝐷 =
21,064°𝐶 − 84,45 °𝐶
𝑖𝑛
21,064°𝐶
84,45°𝐶
𝐿𝑀𝑇𝐷 =
−63,386
−1,3885
= 45,650 °𝐶
Experimento 2
𝐿𝑀𝑇𝐷 =
∆𝑇1− ∆𝑇2
𝑖𝑛
∆𝑇1
∆𝑇2
Agua
∆𝑇1 = 90°𝐶 − 65,619 °𝐶
∆𝑇1 = 24,381°𝐶
Leche
∆𝑇2 = 86,963°𝐶 − 4°𝐶
∆𝑇2 = 82,963 °𝐶
𝐿𝑀𝑇𝐷 =
24,381 °𝐶 − 82,963°𝐶
𝑖𝑛
24,381 °𝐶
82,963 °𝐶
𝐿𝑀𝑇𝐷 =
−58,582
−1,2245
= 47,841
Experimento 3
𝐿𝑀𝑇𝐷 =
∆𝑇1− ∆𝑇2
𝑖𝑛
∆𝑇1
∆𝑇2
Agua
∆𝑇1 = 90°𝐶 − 65,547 °𝐶
∆𝑇1 = 24,453°𝐶
Leche
∆𝑇2 = 84,124°𝐶 − 4°𝐶
∆𝑇2 = 80,124 °𝐶
𝐿𝑀𝑇𝐷 =
24,453 °𝐶 − 80,124°𝐶
𝑖𝑛
24,453 °𝐶
80,124 °𝐶
𝐿𝑀𝑇𝐷 =
−55,671
−1,1868
= 46,908 °𝐶

8. Flujo másico del agua
( kg/s)
10 10 10
Flujo másico de la
leche ( kg/s)
0,25 0,5 1
Temperatura saliente
del agua ( T°C)
88,45 °C 86,963 °C 84,124 °C
Temperatura saliente
de la leche ( T°C)
68,936 °C 65,619 °C 65,547 °C
Diferencia de
temperatura media
logarítmica
45,650 °C 47,841°C 46,908 °C
Coeficiente general de
transferencia de calor
(Watts/hrxm2)
0.0097 0.0094 0.0090
Efectividad (ϵ) 4.53 4.62 6.10
Analisis
En el flujo paralelo el fluido con mayor temperatura y el fluido con menor temperatura
fluyen en la misma dirección, en el flujo contracorriente, vemos que dos fluidos se
mueven en sentidos opuestos, lo que permite que el sistema pueda mantener un gradiente
casi constante, Ahora bien, analizando los resultados obtenidos flujo paralelo vemos que
la diferencia de temperatura logarítmica varía según flujo másico, por tanto, cuando el
flujo másico aumenta temperatura saliente del agua & de la leche, cuando el flujo másico
es mayor el coeficiente transferencia de calor será menor & la efectividad va a varia
según el flujo másico si este es mayor la efectividad también lo será.

9. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
 Cárdenas, J. (2020). Transferencia de calor: conducción, convección y radiación.
Leer ciencia. Recuperado de: https://leerciencia.net/transferencia-de-calor-
conduccion-conveccion-y-radiacion/
 Alfa Laval. (2015). Intercambiador de calor - Definición, funcionamiento, tipos,
aplicaciones y mucho más. alfalaval.es/productos. Recuperado de:
https://www.alfalaval.es/productos-y-soluciones/transferencia-de-
calor/intercambiadores-de-calor-de-placas/intercambiador-de-calor-definicion-
funcionamiento-tipos-y-aplicaciones/
 Padilla, M. (2012). Marmita. Wikipedia. Recuperado de:
https://es.wikipedia.org/wiki/Marmita
Simuladores:
 https://energy.concord.org/energy2d/
 http://www.rpaulsingh.com/learning/virtual/experiments/heatexchanger/index.html