Главная
Статьи
Кожухотрубный охладитель: расчёт по LMTD и NTU–ε — пошаговый пример

Нужен быстрый подбор? Напишите в чат

Инженер на связи 24/7. Отвечаем обычно за ~1 минуту.

Оперативно проконсультируем, просчитаем, подберем. Пиши...

Кожухотрубный охладитель: расчёт по LMTD и NTU–ε — пошаговый пример

Два базовых подхода к расчёту теплообменников: LMTD (средняя логарифмическая разность температур) — удобно при известных обеих выходных температурах; и NTU–ε («число теплообмена» и «эффективность») — мощный метод прогноза, когда известны расходы/теплоёмкости, U и площадь. Ниже — понятные формулы, пошаговый пример и два мини-калькулятора.

Видео: Кожухотрубный охладитель: расчёт по LMTD и NTU–ε

Смотреть на вашей платформе

Смотреть во ВК Смотреть на YouTube Смотреть на RuTube

Плеер загружается по клику (для скорости и приватности). Ссылки открываются в новой вкладке.

Нужно быстро прикинуть размеры или выходные температуры?

Заполните упрощённые калькуляторы ниже или отправьте параметры инженеру — рассчитаем и подберём тип аппарата.

Отправить параметры инженеру Перейти в каталог

Работаем по РФ и Казахстану. Сроки и сметы — оперативно.

Схема кожухотрубного теплообменника: потоки и узлы — Схема потоков и узлов кожухотрубного охладителя.

Кожухотрубный охладитель — общий вид — Реальный аппарат: ориентиры для расчёта и подбора.

Содержание:

Исходники, допущения и обозначения
Метод LMTD: формула и пример
Метод NTU–ε (противоток): формулы и пример
Калькулятор LMTD → площадь
Калькулятор NTU–ε → выходные температуры
Связанные материалы
Каталог (коммерческие разделы)
FAQ — 10 вопросов

Исходники, допущения и обозначения

Температуры: T_h,in, T_h,out — горячая среда; T_c,in, T_c,out — холодная.
Теплота: Q (кВт); U — общий коэффициент теплопередачи (кВт/м²·К); A — площадь (м²).
Теплоёмкостные расходы: C_h=ṁ_hc_p,h, C_c=ṁ_cc_p,c (кВт/К). C_min и C_max, C_r=C_min/C_max.
Схема: считаем противоток (для кожухотрубных охладителей это базовый случай). Для других схем применяют поправочные коэффициенты.

Метод LMTD: формула и пример

LMTD = (ΔT₁ − ΔT₂) / ln(ΔT₁/ΔT₂), где ΔT₁=T_h,in−T_c,out, ΔT₂=T_h,out−T_c,in. Площадь: A ≈ Q / (U·LMTD).

Мини-пример. Горячая вода: 70→40 °C; холодная: 20→30 °C; Q=600 кВт; U=700 кВт/м²·К. ΔT₁=40, ΔT₂=20 → LMTD≈28.9 К → A≈600/(700·28.9)≈0.30 м². В проектировании учитывают «f-поправки» (схема потоков/перегородки) и запас по загрязнению.

Метод NTU–ε (противоток): формулы и пример

Определяем NTU=U·A/C_min и ε — эффективность. Для противотока:

ε = [1 − exp(−NTU·(1 − C_r))] / [1 − C_r·exp(−NTU·(1 − C_r))]
Q = ε·C_min·(T_h,in − T_c,in),
T_h,out = T_h,in − Q/C_h, T_c,out = T_c,in + Q/C_c.

Мини-пример. ṁ_h=6 кг/с, c_p,h=4.18 кДж/кг·К → C_h≈25.1 кВт/К; ṁ_c=8 кг/с, c_p,c=4.18 → C_c≈33.4 кВт/К; C_min=25.1, C_r=0.75. Пусть U=700, A=25 м² → NTU≈0.70. При T_h,in=70 °C, T_c,in=20 °C получаем ε≈0.50, Q≈0.50·25.1·50≈628 кВт, T_h,out≈70−(628/25.1)≈45 °C, T_c,out≈20+(628/33.4)≈39 °C.

Калькулятор LMTD → площадь

Т_h,in, °C Т_h,out, °C Т_c,in, °C Т_c,out, °C Q, кВт U, кВт/м²·К

К выбору типа

Результат — ориентировочный. В проекте учитывают «f-поправки», fouling-факторы и ограничение по ΔP.

Калькулятор NTU–ε → выходные температуры (противоток)

ṁ_h, кг/с c_p,h, кДж/кг·К ṁ_c, кг/с c_p,c, кДж/кг·К U, кВт/м²·К A, м² T_h,in, °C T_c,in, °C

Проверить гидравлику

При сильно неравных теплоёмкостях и многопроходных схемах используйте уточнённые ε-NTU диаграммы и «f-поправки».

Каталог кожухотрубных охладителей

Все охладители Тип ХНГ Тип ХНВ Тип ХКГ Тип ХКВ Охладители дренажа Маслоохладители

Подобрать по параметрам

FAQ — 10 вопросов по расчёту LMTD и NTU–ε

Когда лучше использовать LMTD, а когда NTU–ε?

LMTD — когда известны обе выходные температуры; NTU–ε — когда известны расходы/теплоёмкости, U и площадь (нужно спрогнозировать выходные температуры или Q).

Что такое U и от чего он зависит?

U — общий коэффициент теплопередачи (кВт/м²·К). Зависит от материалов, режимов течения, загрязнения, схемы перегородок, наличия отложений.

Как учитывать загрязнение (fouling)?

Добавляют сопротивление загрязнению к 1/U и закладывают запас площади. Частота промывок влияет на фактический U.

Можно ли считать NTU–ε для параллельного тока?

Да, но формула ε будет другой. Здесь реализован противоток как базовый для кожухотрубных охладителей.

Если расчёт даёт очень малую площадь — это нормально?

Проверьте U, единицы и ΔT. Слишком большая U или некорректные температуры дадут заниженную площадь.

Что делать при ограничении по ΔP?

Снизить скорости, изменить число ходов, диаметр/число труб, рассмотреть более крупный аппарат.

Как выбрать материалы под воду с хлоридами?

Часто применяют 316L, CuNi или титан — по концентрации Cl⁻ и температуре. Смотрите нашу статью по материалам.

Как проверить расчёт на практике?

Испытания по паспорту: измеряют расходы/температуры/ΔP и сверяют с расчётом, учитывая допуски.

Можно ли по калькуляторам сделать финальный проект?

Нет. Это экспресс-оценки. Для проекта нужен детальный расчёт, подбор и согласование документов.

Поможете рассчитать и подобрать?

Да — отправьте параметры или напишите в чат. Подберём тип, материалы и выпустим комплект документов.

Предыдущая статья Следующая статья

Гарантия самой низкой цены

Теплообменники со скидкой 20%

для юр.лиц с НДС

Вам может быть полезно

Остались вопросы?

Мы перезвоним вам в течение 2-х минут!

в рабочее время: ежедневно с 8:00 до 21:00

Я даю согласие на обработку персональных данных

Нажимая кнопку, Вы принимаете Положение и даёте Согласие на обработку персональных данных.

Кожухотрубный охладитель: расчёт по LMTD и NTU–ε — пошаговый пример

Видео: Кожухотрубный охладитель: расчёт по LMTD и NTU–ε

Смотреть на вашей платформе

Нужно быстро прикинуть размеры или выходные температуры?

Исходники, допущения и обозначения

Метод LMTD: формула и пример

Метод NTU–ε (противоток): формулы и пример

Калькулятор LMTD → площадь

Калькулятор NTU–ε → выходные температуры (противоток)

Связанные материалы

Каталог кожухотрубных охладителей

FAQ — 10 вопросов по расчёту LMTD и NTU–ε

Вам может быть полезно