Laju perpindahan panas Q̇
Laju perpindahan panas dari Q̇ = FUAΔTₗₘ.
Rekayasa termal · Perpindahan panas · konduksi
Kalkulator penukar panas LMTD — laju panas, luas, dan U
Hitung beda temperatur rata-rata logaritmik dari empat temperatur terminal, terapkan faktor koreksi F, lalu tentukan Q̇, A, atau U.
Dibuat v1.0
Oleh Thibaut Grzelak, Insinyur Analisis Mekanik
02
ΔTₗₘHasil
Luas perpindahan panas A
Luas perpindahan panas yang diperlukan atau dimasukkan.
Koefisien perpindahan panas keseluruhan U
W/(m²·K)
Koefisien keseluruhan yang diperlukan atau dimasukkan.
LMTD ΔTₗₘ
K
Beda temperatur rata-rata logaritmik yang dihitung dari dua beda temperatur terminal.
LMTD terkoreksi FΔTₗₘ
K
LMTD dikalikan faktor koreksi eksplisit F.
Beda terminal ΔT₁
K
Beda temperatur terminal pertama untuk susunan aliran yang dipilih.
Beda terminal ΔT₂
K
Beda temperatur terminal kedua untuk susunan aliran yang dipilih.
Operasi tunak dengan temperatur terminal fluida yang diketahui. Aliran panas mendingin dan aliran dingin memanas; kedua beda terminal harus tetap positif.
01Rumus dan simbol
Rumus yang digunakan
↔
ΔT₁ = Tₕ,in − T𝒸,out ; ΔT₂ = Tₕ,out − T𝒸,inAliran berlawanan→→
ΔT₁ = Tₕ,in − T𝒸,in ; ΔT₂ = Tₕ,out − T𝒸,outAliran sejajarΔTₗₘ
(ΔT₁ − ΔT₂) / ln(ΔT₁/ΔT₂)LMTD ΔTₗₘFΔTₗₘ
F · ΔTₗₘLMTD terkoreksi FΔTₗₘQ̇
F · U · A · ΔTₗₘLaju perpindahan panas Q̇A
Q̇ / (F · U · ΔTₗₘ)Luas perpindahan panas AU
Q̇ / (F · A · ΔTₗₘ)Koefisien perpindahan panas keseluruhan U02Asumsi dan batasan
Batas keberlakuan
- Operasi tunak dengan temperatur terminal fluida yang diketahui.
- Aliran panas mendingin dan aliran dingin memanas; kedua beda terminal harus tetap positif.
- Koefisien keseluruhan U dianggap konstan pada seluruh luas perpindahan panas.
- Kehilangan panas ke lingkungan, penyimpanan energi, dan perubahan sifat tidak dimodelkan.
- F adalah input rekayasa eksplisit antara 0 dan 1; kalkulator tidak menurunkan F dari geometri multipass.
- Perubahan fase, analisis ε-NTU, laju alir massa, kapasitas panas, dan penurunan tekanan berada di luar cakupan.
03Contoh validasi
Kasus numerik acuan
- Referensi aliran berlawanan: Tₕ,in = 120 °C, Tₕ,out = 80 °C, T𝒸,in = 20 °C, dan T𝒸,out = 60 °C.
- ΔT₁ = 60 K dan ΔT₂ = 60 K; batas analitik memberikan ΔTₗₘ = 60 K.
- Dengan F = 1, U = 500 W/(m²·K), dan A = 10 m², Q̇ = 300 kW.
- Mode invers menghasilkan A = 10 m² dan U = 500 W/(m²·K).
04Referensi
Referensi teknis
- 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.