Tepelný výkon Q̇
Tepelný výkon podle Q̇ = FUAΔTₗₘ.
Tepelná technika · Přenos tepla · vedení
Kalkulačka výměníku tepla — LMTD, výkon a plocha
Vypočítejte logaritmický střední teplotní rozdíl ze čtyř koncových teplot, použijte korekční faktor F a určete Q̇, A nebo U.
Vytvořeno v1.0
Autor: Thibaut Grzelak, Inženýr mechanických výpočtů
02
ΔTₗₘVýsledky
Teplosměnná plocha A
Požadovaná nebo zadaná teplosměnná plocha.
Celkový součinitel prostupu tepla U
W/(m²·K)
Požadovaný nebo zadaný celkový součinitel prostupu tepla.
LMTD ΔTₗₘ
K
Logaritmický střední teplotní rozdíl vypočtený ze dvou koncových rozdílů.
Korigované LMTD FΔTₗₘ
K
LMTD vynásobené zadaným korekčním faktorem F.
Koncový rozdíl ΔT₁
K
První koncový teplotní rozdíl pro zvolené uspořádání proudění.
Koncový rozdíl ΔT₂
K
Druhý koncový teplotní rozdíl pro zvolené uspořádání proudění.
Ustálený provoz se známými koncovými teplotami proudů. Horký proud se ochlazuje a studený proud se ohřívá; oba koncové rozdíly musí zůstat kladné.
01Vzorce a symboly
Použité vzorce
↔
ΔT₁ = Tₕ,in − T𝒸,out ; ΔT₂ = Tₕ,out − T𝒸,inProtiproud→→
ΔT₁ = Tₕ,in − T𝒸,in ; ΔT₂ = Tₕ,out − T𝒸,outSouproudΔTₗₘ
(ΔT₁ − ΔT₂) / ln(ΔT₁/ΔT₂)LMTD ΔTₗₘFΔTₗₘ
F · ΔTₗₘKorigované LMTD FΔTₗₘQ̇
F · U · A · ΔTₗₘTepelný výkon Q̇A
Q̇ / (F · U · ΔTₗₘ)Teplosměnná plocha AU
Q̇ / (F · A · ΔTₗₘ)Celkový součinitel prostupu tepla U02Předpoklady a omezení
Rozsah platnosti
- Ustálený provoz se známými koncovými teplotami proudů.
- Horký proud se ochlazuje a studený proud se ohřívá; oba koncové rozdíly musí zůstat kladné.
- Celkový součinitel U se považuje za konstantní po celé teplosměnné ploše.
- Tepelné ztráty do okolí, akumulace energie a změny vlastností nejsou modelovány.
- Korekční faktor F je explicitní vstup mezi 0 a 1; kalkulačka jej neurčuje z vícechodé geometrie.
- Změna fáze, analýza ε-NTU, hmotnostní průtoky, tepelné kapacity a tlakové ztráty jsou mimo rozsah.
03Ověřovací příklad
Referenční numerický případ
- Referenční protiproud: Tₕ,in = 120 °C, Tₕ,out = 80 °C, T𝒸,in = 20 °C a T𝒸,out = 60 °C.
- ΔT₁ = 60 K a ΔT₂ = 60 K; analytická limita dává ΔTₗₘ = 60 K.
- Pro F = 1, U = 500 W/(m²·K) a A = 10 m² vychází Q̇ = 300 kW.
- Inverzní režimy vrátí A = 10 m² a U = 500 W/(m²·K).
04Reference
Technické reference
- 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.