Máy tính LMTD (hiệu nhiệt độ trung bình logarit)

Nhập số liệu của bạn. Đáp án và lời giải chi tiết cập nhật khi bạn gõ.

Kết quả

LMTD74,89 K
Công suất nhiệt Q149,8 kW
ΔT₁80 K
ΔT₂70 K

Với thiết bị trao đổi nhiệt vỏ-ống có nhiều lượt, hãy nhân LMTD ngược chiều với hệ số hiệu chỉnh F từ đồ thị của thiết bị trao đổi nhiệt.

Tính hiệu nhiệt độ trung bình logarit (LMTD) của thiết bị trao đổi nhiệt từ nhiệt độ vào và ra của chất lưu nóng và lạnh, cho dòng ngược chiều hoặc song song. Với hệ số truyền nhiệt tổng U, bạn cũng có thể tìm công suất nhiệt từ diện tích, hoặc diện tích cần có cho một công suất cho trước.

Lời giải từng bước

Chênh lệch nhiệt độ ở hai đầu

ΔT₁ = Th,in − Tc,out = 150 − 70 = 80 K
ΔT₂ = Th,out − Tc,in = 90 − 20 = 70 K

LMTD

LMTD = (ΔT₁ − ΔT₂)/ln(ΔT₁/ΔT₂) = (80 − 70)/ln(80/70) = 74,89 K

Công suất nhiệt

Q = U·A·LMTD = 500·4·74,89 = 149778 W = 149,8 kW

Công thức chính

Công suất nhiệt
Q = U·A·ΔTlm
Hiệu nhiệt độ trung bình logarit
ΔTlm = (ΔT1 − ΔT2)/ln(ΔT1/ΔT2)
Cân bằng dòng
Q = ṁcp(Tin − Tout)

Cách tính LMTD

  1. Tìm hiệu nhiệt độ ở mỗi đầu của thiết bị trao đổi nhiệt. Ngược chiều: ΔT₁ = T_h,in − T_c,out và ΔT₂ = T_h,out − T_c,in. Song song: ΔT₁ = T_h,in − T_c,in và ΔT₂ = T_h,out − T_c,out.
  2. LMTD = (ΔT₁ − ΔT₂)/ln(ΔT₁/ΔT₂). Nếu ΔT₁ = ΔT₂ thì LMTD bằng hiệu đó.
  3. Công suất nhiệt: Q = U·A·LMTD, với U tính bằng W/(m²·K) và A tính bằng m².
  4. Diện tích cần thiết: A = Q/(U·LMTD).

Câu hỏi thường gặp

Tại sao dòng ngược chiều tốt hơn dòng song song?

Với cùng bốn nhiệt độ, LMTD ngược chiều lớn hơn, nên cần ít diện tích hơn. Dòng ngược chiều còn cho phép đầu ra lạnh nóng hơn đầu ra nóng, điều mà dòng song song không bao giờ làm được.

Tại sao dùng trung bình logarit thay vì trung bình cộng?

Hiệu nhiệt độ dọc theo thiết bị trao đổi nhiệt thay đổi theo hàm mũ, không tuyến tính. Trung bình cộng đánh giá quá cao động lực truyền nhiệt; nó chỉ gần đúng khi ΔT₁ và ΔT₂ tương tự nhau.

Còn thiết bị trao đổi nhiệt vỏ-ống có nhiều lượt thì sao?

Tính LMTD ngược chiều và nhân với hệ số hiệu chỉnh F, đọc từ đồ thị theo các tỉ số không thứ nguyên P và R. F bằng 1 với dòng ngược chiều thuần túy và nhỏ hơn 1 trong các trường hợp khác.

Tôi có thể dùng °C thay cho K không?

Có. Chỉ các hiệu nhiệt độ xuất hiện trong công thức, và hiệu 1 °C bằng 1 K.

Tự luyện tập

Luyện tập Thiết bị trao đổi nhiệt (LMTD)

Máy tính chỉ cho đáp án. Trong kỳ thi bạn cần phương pháp: hãy luyện nó với bài tập mới, gợi ý và lời giải chi tiết.

</> Nhúng

Miễn phí cho giáo viên và trường học: dán mã này vào trang khóa học, LMS hoặc website của bạn. Sinh viên có thể dùng máy tính và lời giải từng bước mà không cần tài khoản.

Thêm máy tính