Calculadora da LMTD (diferença de temperatura média logarítmica)

Insira seus valores. A resposta e a solução completa resolvida se atualizam enquanto você digita.

Resultado

LMTD74,89 K
Carga térmica Q149,8 kW
ΔT₁80 K
ΔT₂70 K

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

ΔT₁ = Th,in − Tc,out = 150 − 70 = 80 K
ΔT₂ = Th,out − Tc,in = 90 − 20 = 70 K

LMTD

LMTD = (ΔT₁ − ΔT₂)/ln(ΔT₁/ΔT₂) = (80 − 70)/ln(80/70) = 74,89 K

Carga térmica

Q = U·A·LMTD = 500·4·74,89 = 149778 W = 149,8 kW

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

  1. 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.
  2. LMTD = (ΔT₁ − ΔT₂)/ln(ΔT₁/ΔT₂). Se ΔT₁ = ΔT₂, a LMTD é igual a essa diferença.
  3. Carga térmica: Q = U·A·LMTD, com U em W/(m²·K) e A em m².
  4. 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.

</> Embed

Free for teachers and schools: paste this code into your course page, LMS or website. Students can use the calculator and its worked solution without an account.

Mais calculadoras