Diferencia de temperatura media logarítmica

Q: ¿Cómo calculo la DTML a mano?

Primero calcula las dos diferencias de temperatura en los extremos. En contracorriente, Δ T_1 = T_h,i - T_c,o y Δ T_2 = T_h,o - T_c,i; en flujo en paralelo usa en su lugar los pares de la entrada común y de la salida común. Después aplica Δ T_lm = (Δ T_1 - Δ T_2)/(ln(Δ T_1 / Δ T_2)) . Resta siempre en el mismo orden, mantén ambas diferencias positivas y usa el logaritmo natural (no el logaritmo en base 10). Si las dos diferencias son iguales, la DTML coincide con ese valor.

Q: ¿Qué valor de DTML se considera bueno o típico?

No existe un objetivo universal: la DTML depende por completo de las temperaturas de tu proceso. Como orientación aproximada, los intercambiadores agua-agua suelen estar en el rango de 5–20 °C, mientras que corrientes de gas o servicios de refrigeración pueden mostrar valores de 20 a 50 °C. Una DTML pequeña implica que se necesita mucha área de intercambio para el mismo servicio, así que los proyectistas la sopesan frente al coste de inversión. Valores muy pequeños (de pocos grados) suelen indicar un intercambiador sobredimensionado o poco económico.

Q: ¿Por qué mi resultado es un error o un «cruzamiento de temperaturas»?

La calculadora avisa de un cruzamiento de temperaturas cuando alguna de las diferencias de los extremos es cero o negativa; es decir, cuando el fluido frío no está más frío que el caliente en todo el recorrido del intercambiador. Comprueba que la salida del fluido caliente esté por encima de la entrada del frío (contracorriente) o de la salida del frío (flujo en paralelo). Si tus datos realmente exigen que la salida del frío supere la salida del caliente, un intercambiador de un solo paso no puede lograrlo: necesitarás varios pasos, otra configuración, o simplemente que las temperaturas están intercambiadas.

Q: ¿Puedo mezclar unidades y por qué la DTML sale en °C o K?

Sí: cada una de las cuatro temperaturas puede introducirse en una unidad distinta, porque la DTML depende solo de las diferencias de temperatura, no de las temperaturas absolutas. Una diferencia de 1 K equivale a una diferencia de 1 °C, así que la DTML es numéricamente idéntica en K y en °C. Para expresarla en °F, multiplica por 9/5. Lo que nunca debes hacer es restar lecturas directas en unidades mezcladas: la calculadora convierte primero cada temperatura.

Q: ¿Por qué no usar simplemente la media aritmética de las dos diferencias?

La media aritmética siempre sobreestima la fuerza motriz real. La transferencia de calor se concentra donde la diferencia de temperatura es más pequeña, de modo que la media correcta —obtenida integrando la ecuación local a lo largo del intercambiador— da más peso a la diferencia menor. Cuando las dos diferencias están próximas (dentro de un 20 % aproximadamente), el error es pequeño, pero con una relación grande, como 70 K frente a 10 K, la media aritmética puede exceder la DTML en un 30 % o más, lo que llevaría a un intercambiador claramente infradimensionado.

Q: ¿Cómo se usa la DTML para dimensionar un intercambiador de calor?

Combínala con la ecuación de velocidad Q = U · A · Δ T_lm . Determina el calor intercambiado Q con un balance de energía sobre uno de los fluidos, Q = dotm c_p (T_in - T_out) , estima el coeficiente global U a partir de correlaciones o valores típicos y despeja el área necesaria A = Q / (U Δ T_lm) . Para intercambiadores multipaso de carcasa y tubos o de flujo cruzado, multiplica por un factor de corrección F < 1 tomado de las gráficas de diseño estándar antes de calcular el área.

Q: ¿Cuándo no es aplicable la fórmula de la DTML?

La fórmula clásica asume calores específicos constantes, un coeficiente global de transmisión de calor constante y ausencia de cambio de fase. Sigue funcionando directamente cuando un fluido condensa o se evapora a temperatura constante (introduce sus temperaturas de entrada y salida como iguales). Deja de ser válida cuando las propiedades varían mucho con la temperatura, cuando U cambia apreciablemente a lo largo del intercambiador o cuando la configuración no es una contracorriente o un flujo en paralelo sencillos de un solo paso: esos casos requieren un factor de corrección o un cálculo escalonado (por zonas).

Actualizado: 15.10.2026

Calcula la diferencia de temperatura media logarítmica (DTML) de un intercambiador de calor a partir de las cuatro temperaturas de los extremos. Elige el flujo en contracorriente o en paralelo e introduce las temperaturas de entrada y salida del fluido caliente y del frío en °C, °F o K.

Calcula la fuerza motriz térmica de un intercambiador de calor

Fórmula de la DTML

Fórmula

\[ \Delta T_{lm} = \frac{\Delta T_1 - \Delta T_2}{\ln \left( \dfrac{\Delta T_1}{\Delta T_2} \right)} \]

Donde:

\(\Delta T_{lm}\) — diferencia de temperatura media logarítmica (K o °C)
\(\Delta T_1\) — diferencia de temperatura entre los dos fluidos en un extremo del intercambiador
\(\Delta T_2\) — diferencia de temperatura entre los dos fluidos en el otro extremo
\(\ln\) — logaritmo natural

Las diferencias en los extremos dependen de la configuración del flujo. En contracorriente, \(\Delta T_1 = T_{h,i} - T_{c,o}\) en el extremo de entrada del fluido caliente y \(\Delta T_2 = T_{h,o} - T_{c,i}\) en el extremo de salida. En flujo en paralelo, \(\Delta T_1 = T_{h,i} - T_{c,i}\) en el extremo de entrada común y \(\Delta T_2 = T_{h,o} - T_{c,o}\) en el extremo de salida común.

Como la diferencia de temperatura entre los fluidos varía a lo largo del intercambiador, una media aritmética sencilla no representaría bien la fuerza motriz real. La media logarítmica da más peso a la diferencia menor de los dos extremos, que es exactamente lo que exigen las ecuaciones de transferencia de calor. Cuando \(\Delta T_1 = \Delta T_2\), la fórmula se reduce a \(\Delta T_{lm} = \Delta T_1\).

DTML – ejemplo de cálculo

Ejemplo: un intercambiador de calor en contracorriente enfría una corriente caliente de 150 °C a 100 °C mientras una corriente fría se calienta de 40 °C a 80 °C.

\[ \Delta T_1 = T_{h,i} - T_{c,o} = 150 - 80 = 70\ \text{K} \]

\[ \Delta T_2 = T_{h,o} - T_{c,i} = 100 - 40 = 60\ \text{K} \]

\[ \Delta T_{lm} = \frac{70 - 60}{\ln (70 / 60)} = \frac{10}{\ln 1.1667} = 64.86\ \text{K} \]

Resultado: \(\Delta T_{lm} \approx 64.86\) °C (el mismo valor en K, o 116.75 °F). Observa que la media logarítmica, 64.86, queda ligeramente por debajo de la media aritmética de 65 K.

Cómo usar la calculadora

Selecciona la configuración de flujo: contracorriente (los fluidos circulan en sentidos opuestos) o flujo en paralelo (los fluidos circulan en el mismo sentido). La configuración determina qué temperaturas de los extremos se emparejan.
Introduce la temperatura de entrada del fluido caliente (Tₕᵢ) y elige su unidad (°C, °F o K).
Introduce la temperatura de salida del fluido caliente (Tₕₒ) con su unidad.
Introduce la temperatura de entrada del fluido frío (Tᶜᵢ) con su unidad.
Introduce la temperatura de salida del fluido frío (Tᶜᵒ) con su unidad.
Lee la diferencia de temperatura media logarítmica (ΔTₗₘ) junto con las diferencias de los extremos ΔT₁ y ΔT₂, mostradas en °C, K y °F para que puedas comparar directamente ambas configuraciones.

Puedes combinar unidades: cada temperatura puede introducirse en una unidad distinta, porque en la DTML solo entran las diferencias de temperatura. Una diferencia de 1 K equivale a una diferencia de 1 °C y a 9/5 °F.

¿Qué es la diferencia de temperatura media logarítmica?

La DTML es la fuerza motriz térmica efectiva para la transferencia de calor en un intercambiador. La ecuación básica de la velocidad de transferencia de calor es \(Q = U \cdot A \cdot \Delta T_{lm}\), donde \(Q\) es el calor intercambiado, \(U\) el coeficiente global de transmisión de calor y \(A\) el área de intercambio. La diferencia de temperatura entre el fluido caliente y el frío no es constante a lo largo del intercambiador —es máxima en un extremo y mínima en el otro—, de modo que la DTML la sustituye por una media única y físicamente correcta.

La razón por la que se necesita una media logarítmica (y no aritmética) surge de integrar la ecuación local de transferencia de calor a lo largo del intercambiador. Donde las temperaturas de los dos fluidos evolucionan casi en paralelo, la diferencia cambia despacio y las dos medias casi coinciden. Donde la diferencia cambia deprisa —por ejemplo, en flujo en paralelo cerca de la entrada—, la media logarítmica refleja correctamente que la transferencia de calor está dominada por la zona donde la diferencia de temperatura es pequeña.

La configuración del flujo influye muchísimo. En contracorriente la entrada del fluido caliente se encuentra con la salida del frío, así que la diferencia de temperatura se mantiene bastante uniforme e incluso puede mantenerse grande en toda la longitud; en flujo en paralelo la diferencia máxima se da en la entrada común y decae hacia la salida. Para las mismas temperaturas extremas, la contracorriente siempre da una DTML mayor que el flujo en paralelo —en el ejemplo de arriba, 64.86 °C frente a 52.80 °C—, lo que significa que un intercambiador en contracorriente necesita menos área de intercambio para el mismo servicio.

La DTML es la pieza central del dimensionamiento y la evaluación de intercambiadores. Los proyectistas la utilizan, junto con un factor de corrección para intercambiadores de carcasa y tubos multipaso y para flujo cruzado, para determinar el área necesaria para un servicio dado. Una vez conocida la DTML, el análisis suele continuar con cálculos de los fluidos: comprueba el régimen de flujo con nuestra calculadora del número de Reynolds, estima la pérdida de presión en tuberías o dimensiona la bomba con la calculadora de potencia de bombeo.

Supuestos, limitaciones y consejos prácticos

Propiedades constantes: la DTML clásica asume calores específicos constantes, un coeficiente global de transmisión de calor \(U\) constante y ausencia de cambio de fase a lo largo del intercambiador. En condensadores y evaporadores, donde un fluido permanece a temperatura casi constante, la fórmula sigue funcionando, pero conviene aplicarla con cuidado.
Sin pérdidas de calor: se supone que el intercambiador es adiabático respecto del entorno y que ambos fluidos están perfectamente mezclados en cada sección transversal.
Diferencias positivas en los extremos: tanto \(\Delta T_1\) como \(\Delta T_2\) deben ser positivas. Una diferencia nula o negativa indica un cruzamiento de temperaturas, que no puede darse en un intercambiador de un solo paso; la calculadora lo avisa en lugar de devolver un número engañoso.
Diferencias iguales en los extremos: cuando \(\Delta T_1 = \Delta T_2\) el logaritmo diverge, pero el límite matemático es simplemente \(\Delta T_{lm} = \Delta T_1\). La calculadora aplica este límite automáticamente.
Factores de corrección: para configuraciones multipaso de carcasa y tubos y de flujo cruzado, la fuerza motriz real es \(F \cdot \Delta T_{lm}\), con un factor de corrección \(F < 1\) tomado de las gráficas de diseño de intercambiadores. Esta calculadora cubre los casos ideales de contracorriente y flujo en paralelo de un solo paso.
Caso particular (un fluido condensa o se evapora): sus temperaturas de entrada y de salida son iguales (por ejemplo, \(T_{h,i} = T_{h,o}\)) y la fórmula se aplica directamente sin más.

Preguntas frecuentes

¿Cómo calculo la DTML a mano?

Primero calcula las dos diferencias de temperatura en los extremos. En contracorriente, \(\Delta T_1 = T_{h,i} - T_{c,o}\) y \(\Delta T_2 = T_{h,o} - T_{c,i}\); en flujo en paralelo usa en su lugar los pares de la entrada común y de la salida común. Después aplica \( \Delta T_{lm} = \frac{\Delta T_1 - \Delta T_2}{\ln(\Delta T_1 / \Delta T_2)} \). Resta siempre en el mismo orden, mantén ambas diferencias positivas y usa el logaritmo natural (no el logaritmo en base 10). Si las dos diferencias son iguales, la DTML coincide con ese valor.

¿Qué valor de DTML se considera bueno o típico?

No existe un objetivo universal: la DTML depende por completo de las temperaturas de tu proceso. Como orientación aproximada, los intercambiadores agua-agua suelen estar en el rango de 5–20 °C, mientras que corrientes de gas o servicios de refrigeración pueden mostrar valores de 20 a 50 °C. Una DTML pequeña implica que se necesita mucha área de intercambio para el mismo servicio, así que los proyectistas la sopesan frente al coste de inversión. Valores muy pequeños (de pocos grados) suelen indicar un intercambiador sobredimensionado o poco económico.

¿Por qué mi resultado es un error o un «cruzamiento de temperaturas»?

La calculadora avisa de un cruzamiento de temperaturas cuando alguna de las diferencias de los extremos es cero o negativa; es decir, cuando el fluido frío no está más frío que el caliente en todo el recorrido del intercambiador. Comprueba que la salida del fluido caliente esté por encima de la entrada del frío (contracorriente) o de la salida del frío (flujo en paralelo). Si tus datos realmente exigen que la salida del frío supere la salida del caliente, un intercambiador de un solo paso no puede lograrlo: necesitarás varios pasos, otra configuración, o simplemente que las temperaturas están intercambiadas.

¿Puedo mezclar unidades y por qué la DTML sale en °C o K?

Sí: cada una de las cuatro temperaturas puede introducirse en una unidad distinta, porque la DTML depende solo de las diferencias de temperatura, no de las temperaturas absolutas. Una diferencia de 1 K equivale a una diferencia de 1 °C, así que la DTML es numéricamente idéntica en K y en °C. Para expresarla en °F, multiplica por \(9/5\). Lo que nunca debes hacer es restar lecturas directas en unidades mezcladas: la calculadora convierte primero cada temperatura.

¿Por qué no usar simplemente la media aritmética de las dos diferencias?

La media aritmética siempre sobreestima la fuerza motriz real. La transferencia de calor se concentra donde la diferencia de temperatura es más pequeña, de modo que la media correcta —obtenida integrando la ecuación local a lo largo del intercambiador— da más peso a la diferencia menor. Cuando las dos diferencias están próximas (dentro de un 20 % aproximadamente), el error es pequeño, pero con una relación grande, como 70 K frente a 10 K, la media aritmética puede exceder la DTML en un 30 % o más, lo que llevaría a un intercambiador claramente infradimensionado.

¿Cómo se usa la DTML para dimensionar un intercambiador de calor?

Combínala con la ecuación de velocidad \( Q = U \cdot A \cdot \Delta T_{lm} \). Determina el calor intercambiado \(Q\) con un balance de energía sobre uno de los fluidos, \( Q = \dot{m} c_p (T_{in} - T_{out}) \), estima el coeficiente global \(U\) a partir de correlaciones o valores típicos y despeja el área necesaria \( A = Q / (U \Delta T_{lm}) \). Para intercambiadores multipaso de carcasa y tubos o de flujo cruzado, multiplica por un factor de corrección \(F < 1\) tomado de las gráficas de diseño estándar antes de calcular el área.

¿Cuándo no es aplicable la fórmula de la DTML?

La fórmula clásica asume calores específicos constantes, un coeficiente global de transmisión de calor constante y ausencia de cambio de fase. Sigue funcionando directamente cuando un fluido condensa o se evapora a temperatura constante (introduce sus temperaturas de entrada y salida como iguales). Deja de ser válida cuando las propiedades varían mucho con la temperatura, cuando \(U\) cambia apreciablemente a lo largo del intercambiador o cuando la configuración no es una contracorriente o un flujo en paralelo sencillos de un solo paso: esos casos requieren un factor de corrección o un cálculo escalonado (por zonas).