Una configurazione e una base termica documentate

Calcolatore LMTD e Area per Temperature Terminali

Calcola una differenza di temperatura media logaritmica numericamente stabile per una configurazione documentata a flusso incrociato o a flusso parallelo, quindi applica un fattore di correzione documentato, il carico termico e il coefficiente globale di scambio termico U.

LMTD log1p stabileQ = UAFΔTlmNessuna classificazione delle configurazioni

Identificativo progetto / scambiatore

Configurazione idealizzata documentata

Fonte delle temperature terminali, caso operativo e revisione

Base del profilo/flusso, inclusa qualsiasi variazione di fase isoterma documentata

Ingresso caldo Tₕ,ᵢ (°C)

Uscita calda Tₕ,ₒ (°C)

Ingresso freddo T𝒄,ᵢ (°C)

Uscita fredda T𝒄,ₒ (°C)

Carico termico documentato Q (kW)

Fonte del carico termico / bilancio energetico

Valore U complessivo (W/(m²·K))

Fonte del coefficiente U, dell'incrostazione e della base dell'area

Fattore di correzione documentato F (0<F≤1)

Fonte di F / base della configurazione

Criterio di applicabilità: le temperature terminali devono appartenere allo stesso caso stazionario documentato; la temperatura calda non deve aumentare e la temperatura fredda non deve diminuire a meno che non sia esplicitamente sviluppata una convenzione/modello di segno diverso. Entrambe le differenze terminali accoppiate devono rimanere strettamente positive.

Risultato LMTD documentato

Differenza terminale ΔT₁

—

Differenza terminale ΔT₂

—

Differenza media logaritmica ΔTlm

—

Forza motrice corretta FΔTlm

—

Area da Q, U, F inseriti

—

Accoppiamenti terminali implementati

Flusso incrociato: ΔT₁=Tₕ,ᵢ−T𝒄,ₒ ; ΔT₂=Tₕ,ₒ−T𝒄,ᵢ
Flusso parallelo: ΔT₁=Tₕ,ᵢ−T𝒄,ᵢ ; ΔT₂=Tₕ,ₒ−T𝒄,ₒ
ΔT_lm=(ΔT₁−ΔT₂)/ln(ΔT₁/ΔT₂)
A=Q/(UFΔT_lm)

Le differenze di temperatura in kelvin e gradi Celsius hanno la stessa entità numerica. L'implementazione utilizza log1p per differenze terminali ravvicinate e il limite continuo esatto ΔTlm=ΔT quando ΔT₁=ΔT₂.

Fonte e ambito

Un rapporto di progettazione di scambiatori di calore della NASA utilizza la relazione generale q=UAΔTlm e definisce la differenza di temperatura media logaritmica terminale. Questa pagina aggiunge un fattore di correzione F documentato dall'utente per le configurazioni in cui l'accoppiamento idealizzato scelto non rappresenta da solo la geometria reale. F=1 non è assunto; deve essere inserito con la sua fonte.

Perché il confronto precedente è stato rimosso

La pagina precedente calcolava i risultati a flusso incrociato e a flusso parallelo dalle stesse quattro temperature di uscita e annunciava che il flusso incrociato era più efficiente e sempre preferito. Cambiare la configurazione generalmente cambia le temperature di uscita, il carico termico, U e la costruzione fattibile, quindi quei due accoppiamenti aritmetici non erano un confronto di progettazione controllato. La pagina stimava anche entrambe le aree senza fattore di correzione o provenienza di Q/U.

Non approvazione di progettazione dello scambiatore: verificare il bilancio energetico del flusso, le variazioni di fase/proprietà, la caduta di pressione, l'incrostazione, la definizione di U/area, il metodo del fattore di correzione, l'avvicinamento minimo, la distribuzione del flusso, i casi transitori/fuori progetto e i requisiti meccanici/delle normative di processo.