Potencia térmica Q̇
Potencia térmica según Q̇ = FUAΔTₗₘ.
Ingeniería térmica · Transferencia de calor · conducción
Intercambiador de calor — DTLM, potencia y área
Calcule la diferencia de temperatura media logarítmica a partir de cuatro temperaturas terminales, aplique F y resuelva Q̇, A o U.
Creado el v1.0
Por Thibaut Grzelak, Ingeniero de cálculo mecánico
02
ΔTₗₘResultados
Área de intercambio A
Área de intercambio requerida o introducida.
Coeficiente global U
W/(m²·K)
Coeficiente global requerido o introducido.
DTLM ΔTₗₘ
K
Diferencia de temperatura media logarítmica calculada con las dos diferencias terminales.
DTLM corregida FΔTₗₘ
K
DTLM multiplicada por el factor de corrección explícito F.
Diferencia terminal ΔT₁
K
Primera diferencia terminal para la configuración seleccionada.
Diferencia terminal ΔT₂
K
Segunda diferencia terminal para la configuración seleccionada.
Régimen estacionario con temperaturas terminales conocidas. La corriente caliente se enfría y la fría se calienta; ambas diferencias terminales deben ser positivas.
01Fórmulas y símbolos
Fórmulas utilizadas
↔
ΔT₁ = Tₕ,in − T𝒸,out ; ΔT₂ = Tₕ,out − T𝒸,inContracorriente→→
ΔT₁ = Tₕ,in − T𝒸,in ; ΔT₂ = Tₕ,out − T𝒸,outFlujo paraleloΔTₗₘ
(ΔT₁ − ΔT₂) / ln(ΔT₁/ΔT₂)DTLM ΔTₗₘFΔTₗₘ
F · ΔTₗₘDTLM corregida FΔTₗₘQ̇
F · U · A · ΔTₗₘPotencia térmica Q̇A
Q̇ / (F · U · ΔTₗₘ)Área de intercambio AU
Q̇ / (F · A · ΔTₗₘ)Coeficiente global U02Hipótesis y límites
Ámbito de validez
- Régimen estacionario con temperaturas terminales conocidas.
- La corriente caliente se enfría y la fría se calienta; ambas diferencias terminales deben ser positivas.
- U se considera constante en toda el área de intercambio.
- No se modelan pérdidas al ambiente, almacenamiento de energía ni variación de propiedades.
- F es una entrada explícita entre 0 y 1; el calculador no deduce F de una geometría multipaso.
- Cambio de fase, análisis ε-NTU, caudales másicos, capacidades caloríficas y pérdida de carga quedan fuera de alcance.
03Ejemplo de validación
Caso numérico de referencia
- Referencia contracorriente: Tₕ,in = 120 °C, Tₕ,out = 80 °C, T𝒸,in = 20 °C y T𝒸,out = 60 °C.
- ΔT₁ = 60 K y ΔT₂ = 60 K; el límite analítico da ΔTₗₘ = 60 K.
- Con F = 1, U = 500 W/(m²·K) y A = 10 m², Q̇ = 300 kW.
- Los modos inversos devuelven A = 10 m² y U = 500 W/(m²·K).
04Referencias
Referencias técnicas
- Incropera et al. — Fundamentals of Heat and Mass Transfer: logarithmic mean temperature difference method.
- Kern — Process Heat Transfer: LMTD heat-exchanger sizing.
- NIST Special Publication 811 — SI units and temperature intervals.