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Calculadora de ε-NTU de Intercambiador (método eficacia-NTU)
Calcula el intercambiador por el método ε-NTU: C*=C_min/C_max (0–1), NTU=U·A/C_min, q_max=C_min·(T_h,in-T_c,in), ε=q_actual/q_max. Cuatro configuraciones: flujo en paralelo ε=[1-exp(-NTU(1+C*))]/(1+C*); contracorriente ε=[1-exp(-NTU(1-C*))]/[1-C*·exp(-NTU(1-C*))], si C*=1 se toma NTU/(1+NTU); tubo y coraza 1-2 ε=2/[1+C*+√(1+C*²)·(1+exp(-NTU√(1+C*²)))/(1-exp(-NTU√(1+C*²)))]; flujo cruzado (ambos sin mezclar) ε=1-exp{(NTU^0,22/C*)·[exp(-C*·NTU^0,78)-1]}. Si C*=0 (cambio de fase, caldera/condensador) se toma ε=1-exp(-NTU). Opcionalmente, con T_h,in y T_c,in, se obtienen q=ε·q_max y las temperaturas de salida. Las temperaturas solo importan como diferencias: Δ°C=ΔK, Δ°F×5/9=ΔK.
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Datos clave
Categoría
Math & Numbers
Tipos de entrada
select, number
Tipo de salida
json
Cobertura de ejemplos
4
API disponible
Sí
Resumen
Calcula la eficacia ε y el número de unidades de transferencia NTU de un intercambiador mediante el método ε-NTU. Selecciona la configuración, introduce C_h, C_c, U y A, y añade opcionalmente las temperaturas de entrada para obtener la potencia térmica y las temperaturas de salida.
Cuándo usarlo
Comparar la eficacia térmica de intercambiadores en paralelo, contracorriente, tubo y coraza 1-2 o flujo cruzado.
Estimar NTU y transferencia de calor a partir de las tasas de capacidad térmica, el coeficiente global y el área.
Calcular la potencia transferida y las temperaturas de salida cuando se conocen las temperaturas de entrada de ambos fluidos.
Cómo funciona
1Selecciona el tipo de intercambiador e introduce C_h y C_c en W/K, U en W/(m²·K) y A en m².
2La calculadora determina C_min, C_max, C*=C_min/C_max y NTU=U·A/C_min.
3Aplica la correlación ε-NTU correspondiente a la configuración seleccionada para obtener la eficacia.
4Si proporcionas T_h,in y T_c,in, calcula q_max, la potencia real q y las temperaturas de salida.
Casos de uso
Predimensionamiento y comparación de intercambiadores en sistemas de calefacción, refrigeración y recuperación de calor.
Evaluación de la influencia del área y del coeficiente global U sobre la eficacia y el NTU.
Cálculo de la carga térmica y de las temperaturas de salida en análisis de equipos con condiciones de entrada conocidas.
Ejemplos
1. Intercambiador en contracorriente sin temperaturas de entrada
Ingeniera térmica
Contexto
Una ingeniera quiere evaluar la eficacia de un intercambiador en contracorriente a partir de sus parámetros térmicos y geométricos.
Problema
Necesita obtener C*, NTU y ε sin calcular todavía la potencia transferida.
Cómo usarlo
Selecciona "Flujo en contracorriente" e introduce C_h=1000 W/K, C_c=1500 W/K, U=500 W/(m²·K) y A=10 m².