Calculadora de LMTD para intercambiadores de calor

Cómo funciona

LMTD = (ΔT₁ − ΔT₂) ÷ ln(ΔT₁ ÷ ΔT₂) · contracorriente: ΔT₁ = Tc,ent − Tf,sal, ΔT₂ = Tc,sal − Tf,ent · flujo paralelo: ΔT₁ = Tc,ent − Tf,ent, ΔT₂ = Tc,sal − Tf,sal · Q = U × A × LMTD → A = Q ÷ (U × LMTD) · ε = mayor ΔT de una corriente ÷ (Tc,ent − Tf,ent) (c = caliente, f = frío)

La diferencia de temperatura media logarítmica es la diferencia de temperatura efectiva a lo largo de un intercambiador de calor, porque la brecha entre el fluido caliente y el frío cambia de un extremo al otro. Multiplicada por el coeficiente global U y el área A da la carga térmica Q. La contracorriente siempre da una LMTD mayor que el flujo paralelo con las mismas temperaturas, por lo que necesita menos área e incluso puede calentar el fluido frío por encima de la salida del caliente. En intercambiadores de tubo y coraza con varios pasos o de flujo cruzado, multiplica la LMTD a contracorriente por un factor de corrección F (normalmente 0.8–1) de las gráficas TEMA o de los libros de texto.

Ejemplo resuelto

Un aceite caliente que se enfría de 150 °C a 90 °C calienta agua de 30 °C a 70 °C a contracorriente. Las diferencias en los extremos son 150 − 70 = 80 °C y 90 − 30 = 60 °C, así que LMTD = (80 − 60) ÷ ln(80 ÷ 60) = 69.52 °C (la media aritmética sería 70 °C). Para una carga de 100 kW y U = 500 W/m²·K el área es 100,000 ÷ (500 × 69.52) = 2.877 m². Las mismas temperaturas en flujo paralelo dan LMTD = 55.81 °C y requieren un 24.6% más de área. La efectividad es 60 ÷ 120 = 50%.

Fuentes: Engineering ToolBox — Log mean temperature difference · Wikipedia — Logarithmic mean temperature difference

Preguntas frecuentes