Warmtewisselaar vermogen (LMTD methode)
Beschrijving
Bereken het vermogen of benodigde oppervlak van een warmtewisselaar met de LMTD methode, inclusief temperatuurrendement en waarschuwing bij temperatuurkruising.
Invoer velden
Resultaten
Deze tool berekent met de LMTD (Log Mean Temperature Difference) methode het vermogen of het benodigde oppervlak van een warmtewisselaar op basis van in en uitlaat temperaturen, U waarde en stromingsrichting. De LMTD is de effectieve drijvende temperatuur voor warmteoverdracht en wordt exact bepaald voor zuivere tegenstroom of gelijkstroom. Bij een temperatuurkruising (Delta T <= 0) is er fysisch geen warmteoverdracht mogelijk.
Vul de warme en koude in en uitlaat temperaturen in, kies de U waarde (water/water, lucht/water, lucht/lucht, stoom/water, olie/water of koudemiddel/water) en de stromingsrichting. Kies de rekenmodus: bij vermogen voert u het oppervlak in en berekent de tool Q; bij oppervlak voert u Q in en berekent de tool A. De correctiefactor F staat standaard op 1,0 voor zuivere tegenstroom. Bij meerpas of kruisstroomwisselaars moet F uit de VDI Warmeatlas worden bepaald (meestal 0,85 tot 0,95) en handmatig worden ingevuld.
Formulas:
-
h_U = if(U_preset == 'water_water', 1500, if(U_preset == 'lucht_water', 80, if(U_preset == 'lucht_lucht', 25, if(U_preset == 'stoom_water', 2500, if(U_preset == 'olie_water', 300, if(U_preset == 'koudemiddel_water', 800, U_custom))))))
-
h_delta_T1 = if(stromingsrichting == 'tegenstroom', T_warm_in - T_koud_uit, T_warm_in - T_koud_in)
-
h_delta_T2 = if(stromingsrichting == 'tegenstroom', T_warm_uit - T_koud_in, T_warm_uit - T_koud_uit)
-
h_LMTD = if(h_delta_T1 > 0, if(h_delta_T2 > 0, if(h_delta_T1 == h_delta_T2, h_delta_T1, (h_delta_T1 - h_delta_T2) / (ln(h_delta_T1) - ln(h_delta_T2))), 0), 0)
-
h_Q = if(rekenmodus == 'vermogen', if(h_LMTD > 0, round(h_U * oppervlak * correctiefactor_F * h_LMTD / 1000, 1), 0), vermogen)
-
h_A = if(rekenmodus == 'oppervlak', if(h_LMTD > 0, round(vermogen * 1000 / (h_U * correctiefactor_F * h_LMTD), 2), 0), oppervlak)
-
h_temperatuurrendement = if(T_warm_in > T_koud_in, round((T_warm_in - T_warm_uit) / (T_warm_in - T_koud_in) * 100, 1), 0)
-
h_kruising = if(h_delta_T1 <= 0, 1, if(h_delta_T2 <= 0, 1, 0))
-
LMTD = h_LMTD
Het effectieve gemiddelde temperatuurverschil over de wisselaar. Bij tegenstroom is de LMTD hoger dan bij gelijkstroom met dezelfde in en uitlaat temperaturen. Bij gelijke Delta T1 en Delta T2 is de LMTD gelijk aan die waarde (wiskundige limiet). -
Q_vermogen = h_Q
Het berekende overgedragen vermogen (bij rekenmodus vermogen) of het ingevoerde gewenste vermogen (bij rekenmodus oppervlak). Formule: Q = U × A × F × LMTD / 1000. -
A_oppervlak = h_A
Het ingevoerde oppervlak (bij rekenmodus vermogen) of het berekende benodigde oppervlak (bij rekenmodus oppervlak). Formule: A = Q × 1000 / (U × F × LMTD). -
temperatuurrendement = h_temperatuurrendement
De gerealiseerde temperatuursprong van de warme stroom ten opzichte van de maximaal haalbare sprong (tot aan de koude inlaat). Dit is een indicatie van de benuttingsgraad van de wisselaar, niet de thermodynamische effectiviteit (epsilon) want daarvoor zijn massastromen nodig. -
waarschuwing_kruising = if(h_delta_T1 <= 0, 'Temperatuurkruising: de warme inlaat wordt kouder dan de koude uitlaat. Warmteoverdracht is niet mogelijk. Controleer de temperaturen en stromingsrichting.', if(h_delta_T2 <= 0, 'Temperatuurkruising: de warme uitlaat is kouder dan de koude inlaat. Warmteoverdracht is niet mogelijk. Controleer de temperaturen en stromingsrichting.', 'Geen temperatuurkruising.'))
Bij een temperatuurkruising is Delta T1 of Delta T2 kleiner dan of gelijk aan 0. Dit betekent dat de warme stroom kouder wordt dan de koude stroom op hetzelfde punt in de wisselaar, wat fysisch onmogelijk is voor een tegenstroom of gelijkstroom wisselaar. Controleer of de temperatuurwaarden correct zijn of of de stromingsrichting klopt.
Berekening informatie
Meer over werktuigbouwkunde
Ontdek meer tools gerelateerd aan werktuigbouwkunde