Berechnet die LMTD (logarithmische mittlere Temperaturdifferenz) eines Wärmetauschers: Gleichstrom ΔT₁=T_h,in-T_c,in, ΔT₂=T_h,out-T_c,out; Gegenstrom ΔT₁=T_h,in-T_c,out, ΔT₂=T_h,out-T_c,in. LMTD=(ΔT₁-ΔT₂)/ln(ΔT₁/ΔT₂); bei ΔT₁=ΔT₂ wird ΔT₁ verwendet; ist ein ΔT ≤ 0, liegt ein Temperaturüberkreuzung vor (physikalisch unmöglich) und es wird ein Fehler ausgegeben. Optional liefern der Wärmedurchgangskoeffizient U (W/(m²·K)) und die Fläche A (m²) den Wärmestrom Q=U·A·LMTD (W). Temperaturen werden nur als Differenzen verwendet: Δ°C=ΔK, °F-Differenz×5/9=ΔK; die LMTD wird in K angegeben.
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Wichtige Fakten
Kategorie
Math & Numbers
Eingabetypen
select, number
Ausgabetyp
json
Sample-Abdeckung
4
API bereit
Ja
Überblick
Der Wärmetauscher-LMTD-Rechner bestimmt die logarithmische mittlere Temperaturdifferenz für Gleichstrom oder Gegenstrom. Zusätzlich kann er mit dem Wärmedurchgangskoeffizienten U und der Fläche A den Wärmestrom Q berechnen.
Wann verwenden
Zur thermischen Auslegung und Prüfung eines Wärmetauschers.
Zum Vergleich von Gleichstrom- und Gegenstromanordnungen anhand der Endtemperaturdifferenzen.
Zur Abschätzung des Wärmestroms, wenn U und A bekannt sind.
So funktioniert es
1Wählen Sie die Strömungsart: Gleichstrom oder Gegenstrom.
2Geben Sie die Einlass- und Auslasstemperaturen des heißen und kalten Stroms sowie die Temperatureinheit ein.
3Der Rechner ermittelt die beiden Endtemperaturdifferenzen und berechnet daraus die LMTD in K.
4Optional berechnet er mit U und A den Wärmestrom nach Q = U · A · LMTD in W.
Anwendungsfälle
Auslegung von Rohrbündel- und anderen Wärmetauschern anhand vorgegebener Stromtemperaturen.
Bewertung, ob Gleichstrom oder Gegenstrom unter den gegebenen Temperaturbedingungen die passende Anordnung ist.
Berechnung des erwarteten Wärmestroms aus Wärmedurchgangskoeffizient, Übertragungsfläche und LMTD.
Beispiele
1. LMTD eines Gegenstrom-Wärmetauschers
Thermischer Anlagenplaner
Hintergrund
Für einen Gegenstrom-Wärmetauscher liegen die Temperaturen des heißen Stroms am Ein- und Auslass bei 100 °C beziehungsweise 60 °C. Der kalte Strom tritt mit 20 °C ein und verlässt den Wärmetauscher mit 50 °C.
Aufgabe
Die logarithmische mittlere Temperaturdifferenz soll aus den beiden Endtemperaturdifferenzen bestimmt werden.
Verwendung
Wählen Sie Gegenstrom, geben Sie 100, 60, 20 und 50 als Temperaturen in °C ein und legen Sie die gewünschte Anzahl an Dezimalstellen fest.
Die Endtemperaturdifferenzen betragen 50 K und 40 K. Die berechnete LMTD beträgt ungefähr 44,8142 K.
2. Wärmestrom eines Gleichstrom-Wärmetauschers
Verfahrensingenieurin
Hintergrund
Ein Gleichstrom-Wärmetauscher arbeitet mit einem heißen Strom von 120 °C am Einlass und 70 °C am Auslass. Der kalte Strom wird von 30 °C auf 60 °C erwärmt. Der Wärmedurchgangskoeffizient beträgt 500 W/(m²·K), die Fläche 2 m².
Aufgabe
Neben der LMTD soll der Wärmestrom des Wärmetauschers berechnet werden.
FAQ
Was ist die LMTD?
Die LMTD ist die logarithmische mittlere Temperaturdifferenz zwischen heißem und kaltem Strom eines Wärmetauschers.
Welche Strömungsarten werden unterstützt?
Der Rechner unterstützt Gleichstrom und Gegenstrom.
In welcher Einheit wird die LMTD ausgegeben?
Die LMTD wird immer in Kelvin (K) angegeben.
Kann der Rechner den Wärmestrom bestimmen?
Ja. Wenn U in W/(m²·K) und A in m² eingegeben werden, berechnet er Q = U · A · LMTD in W.
Was bedeutet eine nicht-positive Endtemperaturdifferenz?
Ein ΔT ≤ 0 weist auf eine Temperaturüberkreuzung hin, die physikalisch nicht zulässig ist. Der Rechner gibt in diesem Fall einen Fehler aus.