Product Design, Manufacturing & Innovation Resources
بيت » لوغاريتم متوسط ​​فرق درجة الحرارة (LMTD)

لوغاريتم متوسط ​​فرق درجة الحرارة (LMTD)

1910
Shell and tube heat exchanger demonstrating Log Mean Temperature Difference in thermodynamics.

(صورة توضيحية فقط)

يُعدّ فرق متوسط ​​درجة الحرارة اللوغاريتمي (LMTD) متوسط ​​فرق درجة الحرارة الفعال لانتقال الحرارة في المبادلات الحرارية، وخاصةً في ترتيبات التدفق المعاكس والتدفق المتوازي. وهو المتوسط ​​اللوغاريتمي لفرق درجة الحرارة بين السائل الساخن والبارد عند كل طرف. يُحسب LMTD باستخدام الصيغة التالية: [latex]Delta T_{LM} = frac{Delta T_A – Delta T_B}{ln(Delta T_A / Delta T_B)}[/latex].

The LMTD method is a cornerstone of heat exchanger analysis. It arises from the integration of the heat transfer rate equation along the length of the exchanger, assuming constant fluid properties and overall heat transfer coefficient. The fundamental heat transfer equation is [latex]Q = U A \Delta T_{LM}[/latex], where Q is the rate of heat transfer, U is the overall heat transfer coefficient, and A is the heat transfer surface area. The LMTD correctly accounts for the non-linear temperature profile of the fluids as they flow through the exchanger. For a counter-current flow exchanger, [latex]\Delta T_A[/latex] and [latex]\Delta T_B[/latex] are the temperature differences at the two ends of the exchanger. For a parallel flow exchanger, the same formula applies, but the temperature differences are calculated differently based on the inlet and outlet positions. The counter-flow arrangement is generally more efficient as it yields a higher LMTD for given inlet and outlet temperatures, allowing for a smaller required surface area A for the same heat duty Q. However, when the temperature difference at one end is equal to the other, the LMTD is simply that temperature difference. If one of the temperature differences is zero, the LMTD is mathematically undefined, but in practice, this represents a limit where heat transfer ceases to be effective. For more complex geometries like cross-flow or multi-pass shell-and-tube exchangers, a correction factor F is applied to the LMTD, such that [latex]\Delta T_{eff} = F \cdot \Delta T_{LM, counterflow}[/latex].

UNESCO Nomenclature: 3328
– Thermodynamics

يكتب

نظام مجرد

خلل

Incremental

الاستخدام

استخدام واسع النطاق

مقدمات

  • قانون فورييه لتوصيل الحرارة (1822)
  • first law في الديناميكا الحرارية (conservation of energy)
  • قانون نيوتن للتبريد
  • تطوير حساب التفاضل والتكامل للوظائف اللوغاريتمية

التطبيقات

  • design and performance analysis of shell and tube heat exchangers
  • تحديد حجم الغلايات والمكثفات الصناعية
  • تحسين أنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء
  • الإدارة الحرارية في محطات الطاقة
  • chemical process الحسابات الهندسية

براءات الاختراع:

NA

أفكار ابتكارية محتملة

  • تحسين شبكات المبادلات الحرارية متعددة المراحل باستخدام الذكاء الاصطناعي باستخدام حسابات LMTD في الوقت الفعلي
  • تطوير مبادلات حرارية مدمجة ذات مسارات تدفق معقدة مُحسّنة عبر ديناميكيات السوائل الحسابية لتحقيق أقصى قدر من معامل تصحيح lmtd
  • أنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء الذكية التي تضبط معدلات تدفق السوائل بشكل ديناميكي للحفاظ على مستوى مثالي لكفاءة الطاقة
  • مستشعرات lmtd مصغرة للمبادلات الحرارية الدقيقة في تبريد الإلكترونيات
  • برنامج للتنبؤ بالإجهادات الحرارية في المبادلات الحرارية والتخفيف منها استنادًا إلى ملفات تعريف lmtd
  • phase-change material (pcm) integrated heat exchangers where the lmtd model is adapted for الحرارة الكامنة transfer periods
  • التنظيف الذاتي heat exchangers that use controlled flow reversals to disrupt fouling, monitored by lmtd performance drops
  • خوارزميات التحكم القائمة على lmtd لأنظمة استعادة الحرارة المهدرة في تطبيقات السيارات
  • مبادلات حرارية مطبوعة ثلاثية الأبعاد بأشكال هندسية مخصصة مصممة لتعزيز lmtd
  • محاكاة الواقع الافتراضي التعليمية لإظهار تأثير ترتيبات التدفق على lmtd والكفاءة العامة
ذات صلة بـ: LMTD، فرق متوسط ​​درجة الحرارة اللوغاريتمي، المبادل الحراري، الديناميكا الحرارية، انتقال الحرارة، التدفق المعاكس، التدفق المتوازي، الهندسة الحرارية، نوسلت، معامل انتقال الحرارة الكلي.

السياق التاريخي

لوغاريتم متوسط ​​فرق درجة الحرارة (LMTD)

1910
1910
1910
1910
1920
1920
1920
1906
1910
1910
1910
1920
1920
1920
1922

(إذا كان التاريخ غير معروف أو غير ذي صلة، على سبيل المثال "ميكانيكا الموائع"، يتم توفير تقدير تقريبي لظهوره الملحوظ)

أحدث الإضافات

أهم المنشورات والمقالات

أفضل الأدوات الأصلية

السنة العاشرة عيد

الصور والتنزيلات بالحجم الكامل متاحة فقط، ومجانية تمامًا، للأعضاء المسجلين.