Calculadora da LMTD (diferença de temperatura média logarítmica)
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Resultado
Para um trocador casco e tubos com várias passagens, multiplique a LMTD em contracorrente pelo fator de correção F dos gráficos do trocador.
Calcule a diferença de temperatura média logarítmica (LMTD) de um trocador de calor a partir das temperaturas de entrada e saída dos fluidos quente e frio, para contracorrente ou correntes paralelas. Com o coeficiente global de transferência de calor U, você também pode encontrar a carga térmica a partir da área, ou a área necessária para uma dada carga.
Solução passo a passo
Diferenças de temperatura nas duas extremidades
LMTD
Carga térmica
Fórmulas principais
- Carga térmica
- Q = U·A·ΔTlm
- Média logarítmica das diferenças de temperatura
- ΔTlm = (ΔT1 − ΔT2)/ln(ΔT1/ΔT2)
- Balanço de uma corrente
- Q = ṁcp(Tin − Tout)
Como calcular a LMTD
- Encontre a diferença de temperatura em cada extremidade do trocador. Contracorrente: ΔT₁ = T_h,in − T_c,out e ΔT₂ = T_h,out − T_c,in. Correntes paralelas: ΔT₁ = T_h,in − T_c,in e ΔT₂ = T_h,out − T_c,out.
- LMTD = (ΔT₁ − ΔT₂)/ln(ΔT₁/ΔT₂). Se ΔT₁ = ΔT₂, a LMTD é igual a essa diferença.
- Carga térmica: Q = U·A·LMTD, com U em W/(m²·K) e A em m².
- Área necessária: A = Q/(U·LMTD).
Perguntas e respostas
Por que a contracorrente é melhor que as correntes paralelas?
Para as mesmas quatro temperaturas, a LMTD em contracorrente é maior, então é necessária menos área. A contracorrente também permite que a saída do fluido frio fique mais quente que a saída do fluido quente, o que as correntes paralelas nunca conseguem.
Por que usar uma média logarítmica em vez da média aritmética?
A diferença de temperatura ao longo do trocador varia exponencialmente, não linearmente. A média aritmética superestima a força motriz; ela só fica próxima quando ΔT₁ e ΔT₂ são semelhantes.
E os trocadores casco e tubos com várias passagens?
Calcule a LMTD em contracorrente e multiplique-a pelo fator de correção F, lido em gráficos a partir das razões adimensionais P e R. F é 1 para contracorrente pura e menor que 1 nos demais casos.
Posso usar °C em vez de K?
Sim. Só entram na fórmula diferenças de temperatura, e uma diferença de 1 °C equivale a 1 K.
Pratique você mesmo
Pratique Trocadores de calor (LMTD)
Uma calculadora dá a resposta. Na prova você precisa do método: pratique-o com exercícios novos, dicas e soluções resolvidas.