Potência térmica Q̇
Potência térmica conforme Q̇ = FUAΔTₗₘ.
Engenharia térmica · Transferência de calor · condução
Trocador de calor — DTML, potência e área
Calcule a diferença de temperatura média logarítmica a partir de quatro temperaturas terminais, aplique F e resolva Q̇, A ou U.
Criado em v1.0
Por Thibaut Grzelak, Engenheiro de cálculo mecânico
02
ΔTₗₘResultados
Área de troca A
Área de troca necessária ou informada.
Coeficiente global U
W/(m²·K)
Coeficiente global necessário ou informado.
DTML ΔTₗₘ
K
Diferença de temperatura média logarítmica calculada pelas duas diferenças terminais.
DTML corrigida FΔTₗₘ
K
DTML multiplicada pelo fator de correção explícito F.
Diferença terminal ΔT₁
K
Primeira diferença terminal para a configuração selecionada.
Diferença terminal ΔT₂
K
Segunda diferença terminal para a configuração selecionada.
Regime permanente com temperaturas terminais conhecidas. A corrente quente esfria e a fria aquece; ambas as diferenças terminais devem permanecer positivas.
01Fórmulas e símbolos
Fórmulas utilizadas
↔
ΔT₁ = Tₕ,in − T𝒸,out ; ΔT₂ = Tₕ,out − T𝒸,inContracorrente→→
ΔT₁ = Tₕ,in − T𝒸,in ; ΔT₂ = Tₕ,out − T𝒸,outFluxo paraleloΔTₗₘ
(ΔT₁ − ΔT₂) / ln(ΔT₁/ΔT₂)DTML ΔTₗₘFΔTₗₘ
F · ΔTₗₘDTML corrigida FΔTₗₘQ̇
F · U · A · ΔTₗₘPotência térmica Q̇A
Q̇ / (F · U · ΔTₗₘ)Área de troca AU
Q̇ / (F · A · ΔTₗₘ)Coeficiente global U02Hipóteses e limites
Faixa de validade
- Regime permanente com temperaturas terminais conhecidas.
- A corrente quente esfria e a fria aquece; ambas as diferenças terminais devem permanecer positivas.
- U é considerado constante em toda a área de troca.
- Perdas para o ambiente, armazenamento de energia e variações de propriedades não são modelados.
- F é uma entrada explícita entre 0 e 1; o calculador não deduz F de geometria multipasse.
- Mudança de fase, análise ε-NTU, vazões mássicas, capacidades térmicas e perda de carga estão fora do escopo.
03Exemplo de validação
Caso numérico de referência
- Referência em contracorrente: Tₕ,in = 120 °C, Tₕ,out = 80 °C, T𝒸,in = 20 °C e T𝒸,out = 60 °C.
- ΔT₁ = 60 K e ΔT₂ = 60 K; o limite analítico dá ΔTₗₘ = 60 K.
- Com F = 1, U = 500 W/(m²·K) e A = 10 m², Q̇ = 300 kW.
- Os modos inversos retornam A = 10 m² e U = 500 W/(m²·K).
04Referências
Referências 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.