Poprzednia

ⓘ Metoda NTU




                                     

ⓘ Metoda NTU

Metoda NTU – metoda analizy wymienników ciepła wykorzystującą równania cieplne przekształcone do postaci bezwymiarowej.

                                     

1. Założenia

Ilość ciepła wymienianego pomiędzy dwoma płynami w wymienniku ciepła jest funkcją natężenia przepływu i parametrów tych płynów oraz parametrów wymiennika tj. liczby rurek, biegów itd.:

Q = f {\displaystyle {\dot {Q}}=fT_{g,wl},T_{g,wyl},T_{z,wl},T_{g,wyl},\rho _{g},\rho _{z},{\dot {m}}_{g},{\dot {m}}_{z},n_{r},n_{b},\dots}

Metoda NTU polega na zgrupowaniu parametrów do postaci liczb bezwymiarowych, co znacznie upraszcza zapis:

Q = f, {\displaystyle {\dot {Q}}=fNTU,C_{r},{\mbox{układ wymiennika}},}

gdzie:

N T U {\displaystyle NTU} – liczba jednostek przenikania ciepła, C r {\displaystyle C_{r}} – stosunek strumieni pojemności cieplnej.

W metodzie NTU przyjmuje się, że parametry płynów oraz współczynnik przenikania ciepła są stałe. W konsekwencji liczby N T U {\displaystyle NTU} i C r {\displaystyle C_{r}} również pozostają stałe. Taki zapis upraszcza obliczenia i umożliwia modelowanie układów, w których znane są jedynie parametry wlotowe płynów oraz budowa wymiennika. Ponadto umożliwia stosowanie operacji matematycznych, które mogą być wykonywane jedynie na liczbach bezwymiarowych np. funkcja eksponencjalna. Wadą takiego rozwiązania jest mniejsza dokładność.

W literaturze spotkać można również inne oznaczenia współczynnika efektywności np. E {\displaystyle E} lub e {\displaystyle e}.

                                     

2. Obliczenia

Punktem wyjściowym do obliczeń są parametry płynów, wartości natężenia ich przepływów oraz parametry wymiennika. Opierając się na nich oblicza się liczby Nusselta Nu, Prandtla Pr oraz Reynoldsa Re, które pozwalają na wyznaczenie współczynnika przenikania ciepła U. Następnym krokiem jest określenie wyższego i niższego strumienia pojemności cieplnej. Gdy już oba strumienie zostaną określone, możliwe jest wyznaczenie stosunku strumieni pojemności cieplnej C r {\displaystyle C_{r}} oraz liczby jednostek przenoszenia ciepła NTU. Znając te dwie wartości możliwe jest wyznaczenie wydajności ε, {\displaystyle \varepsilon,} która jest ich funkcją. Znając maksymalny przepływ ciepła q m a x {\displaystyle q_{max}} oraz współczynnik wydajności ε, {\displaystyle \varepsilon,} oblicza się rzeczywisty przepływ ciepła q r z. {\displaystyle q_{rz}.}

                                     

2.1. Obliczenia Stosunek strumieni pojemności cieplnej C r

W metodzie NTU stosuje się pojęcie strumienia pojemności cieplnej, który jest iloczynem ciepła właściwego i strumienia masy:

C g = c p g m g, {\displaystyle C_{g}=c_{pg}{\dot {m}}_{g},} C z = c p z m z. {\displaystyle C_{z}=c_{pz}{\dot {m}}_{z}.}

Określenie wyższego C m a x {\displaystyle C_{max}} i niższego C m i n {\displaystyle C_{min}} strumienia pojemności cieplnej opisują zależności:

  • Jeżeli C g > C z {\displaystyle C_{g}> C_{z}} wtedy C m a x = C g {\displaystyle C_{max}=C_{g}} oraz C m i n = C z. {\displaystyle C_{min}=C_{z}.}
  • Jeżeli C g < C z {\displaystyle C_{g}
                                     
  • Kijowie przez ukraińskiego nadawcę publicznego Narodowa Telekompania Ukrainy NTU Koncerty poprowadzili Marija Jefrosynina i Pawło Szyłko. Finał wygrała
  • stąd nazwa metody w zależności od rodzaju budowy wymiennika odmiany metody NTU metody wyznaczania liczby jednostek przenikania ciepła metoda Kerna 1950
  • została Telewizja Polska S.A., na Ukrainie Ukraińska Narodowa Telewizja NTU oraz Telewizja Ukraina TRK Wszystkie spotkania były transmitowane na