ε-NTU 换热器有效度计算器

如何使用 ε-NTU 换热器有效度计算器

ε-NTU 换热器有效度计算器 用于评估换热器在给定 NTU 与 Cr 下实际换热量相对于最大可能换热量的比例。

1. 选择流型 — 逆流、并流、管壳式或三种横流配置。
2. 输入 NTU — NTU = UA / Cmin（无量纲）。
3. 输入 Cr — Cr = Cmin / Cmax，范围 [0, 1]。
4. 读取 ε — ε-NTU 换热器有效度计算器 输出 ε（0–1）及百分数。

公式与原理 - ε-NTU 换热器有效度计算器

主要关系：

NTU = UA / Cmin
Cr  = Cmin / Cmax
ε   = Q / Q_max,   Q_max = Cmin (Th_in − Tc_in)

逆流：

ε = (1 − exp[−NTU(1 − Cr)]) / (1 − Cr · exp[−NTU(1 − Cr)])
Cr = 1 时： ε = NTU / (1 + NTU)

并流：

ε = (1 − exp[−NTU(1 + Cr)]) / (1 + Cr)

管壳式（1 壳程，2、4、… 管程）：

s = √(1 + Cr²)
ε = 2 / { 1 + Cr + s · [(1 + e^(−NTU·s)) / (1 − e^(−NTU·s))] }

横流（两侧均不混合）：

ε = 1 − exp{ (1/Cr) · NTU^0.22 · [exp(−Cr · NTU^0.78) − 1] }

假设与限制

• 假设换热系数 U 沿换热器恒定。
• 忽略向环境的散热。
• 比热近似为常数；除 Cr = 0 外，假设无相变。

ε-NTU 换热器有效度计算器的常见应用

• 换热器设计选型 — 已知 NTU、Cr，估算 ε。
• 运行评估 — 检验现有设备是否满足任务。
• 教学 — 直观对比不同流型。
• 热设计权衡 — 快速研究 Cr 对 ε 的影响。

ε-NTU 换热器有效度计算器 让不同流型的横向比较变得快速直观。