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Calculadora de ε-NTU de Trocador (método eficácia-NTU)
Calcula o trocador pelo 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. Quatro configurações: paralelo ε=[1-exp(-NTU(1+C*))]/(1+C*); contracorrente ε=[1-exp(-NTU(1-C*))]/[1-C*·exp(-NTU(1-C*))], se C*=1 toma-se NTU/(1+NTU); tubos e casco 1-2 ε=2/[1+C*+√(1+C*²)·(1+exp(-NTU√(1+C*²)))/(1-exp(-NTU√(1+C*²)))]; escoamento cruzado (ambos não misturados) ε=1-exp{(NTU^0,22/C*)·[exp(-C*·NTU^0,78)-1]}. Se C*=0 (mudança de fase, caldeira/condensador) toma-se ε=1-exp(-NTU). Opcionalmente, com T_h,in e T_c,in, obtêm-se q=ε·q_max e as temperaturas de saída. As temperaturas só importam como diferenças: Δ°C=ΔK, Δ°F×5/9=ΔK.
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Exemplos
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Fatos principais
Categoria
Math & Numbers
Tipos de entrada
select, number
Tipo de saída
json
Cobertura de exemplos
4
API pronta
Sim
Visão geral
A Calculadora de ε-NTU de Trocador estima a eficácia térmica (ε) e o número de unidades de transferência (NTU) a partir das taxas de capacidade térmica, do coeficiente global U, da área e da configuração do trocador. Com as temperaturas de entrada opcionais, também calcula a taxa de transferência de calor e as temperaturas de saída.
Quando usar
Para comparar a eficácia de trocadores em escoamento paralelo, contracorrente, tubos e casco 1-2 ou escoamento cruzado não misturado.
Para calcular NTU e ε com base em C_h, C_c, U e A durante uma análise ou projeto térmico.
Para estimar q e as temperaturas de saída quando as temperaturas de entrada quente e fria estiverem disponíveis.
Como funciona
1Informe as taxas de capacidade térmica C_h e C_c em W/K, o coeficiente global U em W/(m²·K) e a área A em m².
2Selecione a configuração do trocador: paralelo, contracorrente, tubos e casco 1-2 ou escoamento cruzado não misturado.
3A ferramenta calcula C_min, C_max, C*=C_min/C_max e NTU=U·A/C_min, aplicando a relação de eficácia correspondente.
4Opcionalmente, informe T_h,in e T_c,in para obter q_max, q e as temperaturas de saída; as diferenças em °F são convertidas para K.
Casos de uso
Avaliação preliminar do desempenho térmico de trocadores em sistemas de aquecimento e resfriamento.
Comparação entre arranjos de escoamento usando as mesmas taxas de capacidade, U e área.
Estimativa da carga térmica e das temperaturas de saída em trocadores com temperaturas de entrada conhecidas.
Exemplos
1. Análise de um trocador em contracorrente
Engenheiro térmico
Contexto
Um engenheiro precisa estimar a eficácia de um trocador em contracorrente com taxas de capacidade térmica diferentes.
Problema
Calcular C*, NTU e ε sem informar as temperaturas de entrada.
Como usar
Selecione "Escoamento em contracorrente" e informe C_h=1000 W/K, C_c=1500 W/K, U=500 W/(m²·K) e A=10 m².