Скидка на подшипники из наличия!
Новое поступление товара в 2026 году!
LMTD + ε–NTU + F-фактор · 6 типов аппаратов · СП 41-101-95, Incropera, Shah-Sekulić
Онлайн-калькулятор теплообменника выполняет расчёт площади теплообмена и тепловой мощности по двум методам — LMTD и ε-NTU. Поддерживается подбор пластинчатого, кожухотрубного, паяного и других теплообменных аппаратов для задач ИТП, ГВС, отопления и подогрева бассейна. Результаты согласованы с СП 41-101-95, ГОСТ 27590-2005 и справочниками Incropera, Shah-Sekulić.
На входе задаются: тип аппарата, схема течения, температуры и расходы по двум контурам, коэффициент теплопередачи U и термическое сопротивление загрязнения Rf. На выходе — тепловая мощность, требуемая площадь поверхности, эффективность ε, число единиц переноса NTU и подробный ход вычислений.
Доступны два режима работы. Конструктивный — найти площадь под заданную нагрузку. Поверочный — найти выходные температуры при известной геометрии аппарата. Любое из четырёх температурных полей или один из расходов можно оставить пустым: величина определится из теплового баланса Qгор = Qхол.
Среднелогарифмическая разность температур (Logarithmic Mean Temperature Difference) — эффективная движущая сила процесса теплопередачи, которая учитывает нелинейное изменение температурного напора по длине аппарата.
Для противотока: ΔT1 = Tгор.вх − Tхол.вых, ΔT2 = Tгор.вых − Tхол.вх. Поправочный коэффициент F учитывает отклонение от идеального противотока в кожухотрубных схемах 1-2, 2-4 и в перекрёстных потоках. Аналитическое выражение для геометрии 1-2 получено Bowman, Mueller, Nagle в 1940 году. На практике F < 0.75 считается недопустимым: рекомендуется применить два кожуха последовательно или перейти к противоточной схеме.
Метод эффективности (Effectiveness — Number of Transfer Units) удобен в поверочных задачах, когда заданы геометрия и входные температуры — нужно найти выходные.
Здесь C = M·Cp — водяной эквивалент потока (Вт/К). Инструмент использует ε-NTU как перекрёстную проверку: значение ε через фактическую мощность должно совпадать со значением через NTU(U, A, Cmin). Расхождение указывает на ошибку в исходных данных.
Греющий контур теплосети 110 → 70 °C, 5 м³/ч. Внутренний контур отопления 60 → 80 °C. PHE, U = 4500 Вт/(м²·К), Rf = 1.8·10⁻⁴, запас 15%.
Результат: Q = 224.8 кВт, расход внутреннего контура из баланса 9.93 м³/ч, LMTD = 18.20 °C, Uэфф = 4012 Вт/(м²·К), площадь 3.08 м², с запасом 3.54 м².
Греющий контур 70 → 30 °C, 8 м³/ч. ХВС 5 → 60 °C по СанПиН 2.1.4.2496-09. PHE, U = 4000, Rf = 2.5·10⁻⁴, запас 20%.
Результат: Q = 366.1 кВт, расход ХВС 5.77 м³/ч, LMTD = 16.37 °C, площадь 6.43 м², с запасом 7.71 м².
Греющий контур 80 → 60 °C. Вода бассейна 25 → 28 °C, расход 30 м³/ч. PHE, U = 3500, Rf = 3·10⁻⁴, запас 25%.
Результат: Q = 104.1 кВт, расход греющего контура 4.60 м³/ч, LMTD = 42.94 °C, площадь 0.80 м², с запасом 1.00 м².
Для ИТП и ГВС на городской воде — 15–20%. При риске накипи или жёстких требованиях надёжности — 20–25%. На загрязнённой речной воде — до 30%. Запас выше 30% на пластинчатом аппарате нежелателен: снижается скорость в каналах, ускоряется фоулинг.
LMTD — для конструктивной задачи (известны все четыре температуры, найти площадь). Метод ε-NTU удобнее для поверочной задачи: заданы U·A и входные температуры, нужно найти выходные.
F учитывает отклонение реальной схемы потоков от идеального противотока. Для пластинчатых разборных и противоточных схем F = 1. Для кожухотрубных 1-2 и перекрёстных потоков F < 1. При F ниже 0.75 рекомендуется пересмотреть конструкцию.
Для воды — стандарт IAPWS-IF97 с погрешностью менее 1% от таблиц NIST. Для водных растворов этилен- и пропиленгликоля — полиномы Melinder (KTH 2007), откалиброванные по ASHRAE Handbook 2017 Ch.31. Свойства определяются при средней температуре теплоносителя на участке.
В текущей версии реализован однофазный режим. Для конденсаторов C* = 0, что упрощает зависимость до ε = 1 − exp(−NTU). Поддержка двухфазных аппаратов с моделями Nusselt и Chen запланирована.
Если оставить пустым любое из полей «Расход» или «Температура на выходе», недостающая величина находится из условия Qгор = Qхол. Удобно, когда заданы фактические условия одного контура, а параметры второго неизвестны.
ООО «Иннер Инжиниринг»