Isı geçiş hızı Q̇
Q̇ = FUAΔTₗₘ bağıntısından ısı geçiş hızı.
Isı mühendisliği · Isı transferi · iletim
Isı eşanjörü LMTD hesaplayıcı — ısı yükü, alan ve U
Dört uç sıcaklıktan logaritmik ortalama sıcaklık farkını hesaplayın, F düzeltme faktörünü uygulayın ve Q̇, A veya U değerini belirleyin.
Oluşturulma v1.0
Yazar: Thibaut Grzelak, Mekanik Hesap Mühendisi
02
ΔTₗₘSonuçlar
Isı transfer alanı A
Gerekli veya girilen ısı transfer alanı.
Toplam ısı geçiş katsayısı U
W/(m²·K)
Gerekli veya girilen toplam ısı geçiş katsayısı.
LMTD ΔTₗₘ
K
İki uç sıcaklık farkından hesaplanan logaritmik ortalama sıcaklık farkı.
Düzeltilmiş LMTD FΔTₗₘ
K
LMTD ile açık F düzeltme faktörünün çarpımı.
Uç farkı ΔT₁
K
Seçilen akış düzeni için ilk uç sıcaklık farkı.
Uç farkı ΔT₂
K
Seçilen akış düzeni için ikinci uç sıcaklık farkı.
Bilinen uç akışkan sıcaklıklarıyla kararlı çalışma. Sıcak akış soğur, soğuk akış ısınır; her iki uç farkı da pozitif kalmalıdır.
01Formüller ve semboller
Kullanılan formüller
↔
ΔT₁ = Tₕ,in − T𝒸,out ; ΔT₂ = Tₕ,out − T𝒸,inKarşı akış→→
ΔT₁ = Tₕ,in − T𝒸,in ; ΔT₂ = Tₕ,out − T𝒸,outParalel akışΔTₗₘ
(ΔT₁ − ΔT₂) / ln(ΔT₁/ΔT₂)LMTD ΔTₗₘFΔTₗₘ
F · ΔTₗₘDüzeltilmiş LMTD FΔTₗₘQ̇
F · U · A · ΔTₗₘIsı geçiş hızı Q̇A
Q̇ / (F · U · ΔTₗₘ)Isı transfer alanı AU
Q̇ / (F · A · ΔTₗₘ)Toplam ısı geçiş katsayısı U02Varsayımlar ve sınırlar
Geçerlilik alanı
- Bilinen uç akışkan sıcaklıklarıyla kararlı çalışma.
- Sıcak akış soğur, soğuk akış ısınır; her iki uç farkı da pozitif kalmalıdır.
- Toplam U katsayısı tüm ısı transfer alanında sabit kabul edilir.
- Çevreye ısı kaybı, enerji depolama ve özellik değişimleri modellenmez.
- F, 0 ile 1 arasında açık bir mühendislik girdisidir; hesaplayıcı F değerini çok geçişli geometriden türetmez.
- Faz değişimi, ε-NTU analizi, kütlesel debiler, ısı kapasiteleri ve basınç kaybı kapsam dışıdır.
03Doğrulama örneği
Referans sayısal durum
- Karşı akış referansı: Tₕ,in = 120 °C, Tₕ,out = 80 °C, T𝒸,in = 20 °C ve T𝒸,out = 60 °C.
- ΔT₁ = 60 K ve ΔT₂ = 60 K; analitik sınır ΔTₗₘ = 60 K verir.
- F = 1, U = 500 W/(m²·K) ve A = 10 m² için Q̇ = 300 kW.
- Ters modlar A = 10 m² ve U = 500 W/(m²·K) değerlerini verir.
04Kaynaklar
Teknik kaynaklar
- 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.