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प्रभावशीलता-एनटीयू विधि

1955
  • W. M. Kays
  • A. L. London
ऊष्मागतिकी में प्रभावशीलता-एनटीयू विधि विश्लेषण के लिए प्रयुक्त ऊष्मा विनिमयकर्ता।

(यह छवि केवल उदाहरण के लिए बनाई गई है)

The Effectiveness-NTU तरीका is used in heat exchanger analysis when fluid inlet temperatures are known, but outlet temperatures are not. Effectiveness ([latex]\epsilon[/latex]) is the ratio of actual heat transfer to the maximum possible heat transfer. The Number of Transfer Units (NTU) is a dimensionless measure of the heat exchanger’s size, defined as [latex]NTU = \frac{UA}{C_{min}}[/latex].

इफेक्टिवनेस-एनटीयू पद्धति एक शक्तिशाली विकल्प प्रदान करती है। एलएमटीडी method, especially in situations where iterating to find outlet temperatures would be cumbersome. The core of the method lies in three dimensionless parameters: effectiveness ([latex]\epsilon[/latex]), the number of transfer units (NTU), and the heat capacity rate ratio ([latex]C_r = C_{min}/C_{max}[/latex]). The maximum possible heat transfer rate, [latex]Q_{max}[/latex], occurs in a hypothetical infinitely long counter-flow heat exchanger, where the fluid with the smaller heat capacity rate ([latex]C_{min}[/latex]) undergoes the maximum possible temperature change, [latex]\Delta T_{max} = T_{h,in} – T_{c,in}[/latex]. Thus, [latex]Q_{max} = C_{min}(T_{h,in} – T_{c,in})[/latex]. The actual heat transfer is then simply [latex]Q = \epsilon Q_{max}[/latex]. The key is that effectiveness ([latex]\epsilon[/latex]) can be expressed as a function of only NTU and [latex]C_r[/latex] for a given flow arrangement. For example, for a parallel-flow exchanger, the relationship is [latex]\epsilon = \frac{1 – \exp[-NTU(1+C_r)]}{1+C_r}[/latex]. These relationships have been derived and charted for numerous common heat exchanger configurations, allowing engineers to quickly determine the performance of a given exchanger or to size a new one without knowing the outlet temperatures beforehand. This method is particularly useful in design and optimization studies where the impact of changing the exchanger’s size (and thus NTU) on its performance (effectiveness) is being investigated.

UNESCO Nomenclature: 3328
ऊष्मागतिकी

Type

सार प्रणाली

व्यवधान

इंक्रीमेंटल

उपयोग

व्यापक उपयोग

शगुन

  • हीट एक्सचेंजर विश्लेषण के लिए एलएमटीडी विधि
  • आयामहीन संख्याओं की अवधारणा द्रव यांत्रिकी और ऊष्मा स्थानांतरण (उदाहरण के लिए, रेनॉल्ड्स(प्रैंडल संख्याएँ)
  • 20वीं शताब्दी के आरंभिक वर्षों के दौरान ऊष्मागतिकी और द्रव गतिकी में हुई प्रगति

आवेदन

  • गैस टरबाइन रीजनरेटरों का विश्लेषण
  • ऐसे कॉम्पैक्ट हीट एक्सचेंजर का डिज़ाइन जहां आउटलेट तापमान का अनुमान लगाना मुश्किल हो
  • इलेक्ट्रॉनिक्स कूलिंग सिस्टम का प्रदर्शन मूल्यांकन
  • ऑटोमोटिव रेडिएटर डिजाइन
  • एयरोस्पेस थर्मल प्रबंधन प्रणालियाँ

पेटेंट:

NA

संभावित नवाचार विचार

  • औद्योगिक हीट एक्सचेंजरों के पूर्वानुमानित रखरखाव के लिए मशीन लर्निंग एल्गोरिदम में एनटीयू-आधारित मॉडलों का एकीकरण
  • मॉड्यूलर हीट एक्सचेंजर सिस्टम का विकास जहां हीट लोड की मांगों के अनुरूप यूनिट (एनटीयू) को जोड़ा या हटाया जा सकता है।
  • उच्च शक्ति घनत्व वाले इलेक्ट्रॉनिक्स और लेजर डायोड के लिए एनटीयू-अनुकूलित माइक्रोचैनल हीट सिंक
  • ऐसे सॉफ़्टवेयर उपकरण जो नवीन 3डी-मुद्रित हीट एक्सचेंजर ज्यामितियों के लिए स्वचालित रूप से एनटीयू-प्रभावशीलता वक्र उत्पन्न करते हैं।
  • हाइब्रिड वाहनों में अपशिष्ट ऊष्मा पुनर्प्राप्ति प्रणालियों के क्षणिक विश्लेषण के लिए गतिशील एनटीयू मॉडलिंग
  • जैविक प्रणालियों में एनटीयू पद्धति का अनुप्रयोग, जैसे कि पशु परिसंचरण तंत्र में ऊष्मा विनिमय का मॉडलिंग करना।
  • वाणिज्यिक हीट एक्सचेंजर उत्पादों के लिए एनटीयू-आधारित प्रदर्शन गारंटी
  • creation of advanced composite materials with tunable thermal conductivity to actively control a heat exchanger’s ntu value
  • ऊष्मा विनिमयकर्ताओं के साथ जुड़े तापीय भंडारण प्रणालियों को डिजाइन करने के लिए एनटीयू विधि का उपयोग
  • शैक्षिक सॉफ़्टवेयर का विकास जो एनटीयू, प्रभावशीलता और प्रवाह विन्यास के बीच संबंध को दर्शाता है
संबंधित विषय: प्रभावशीलता, एनटीयू, हीट एक्सचेंजर, ऊष्मा स्थानांतरण, केज़ और लंदन विधि, ऊष्मागतिकी, आयामहीन संख्या, थर्मल डिज़ाइन, कॉम्पैक्ट हीट एक्सचेंजर, क्षमता दर अनुपात।

ऐतिहासिक संदर्भ

प्रभावशीलता-एनटीयू विधि

1950
1950
1950
1955
1958
1960
1960
1950
1950
1950
1955
1956
1960
1960
1960

(यदि तिथि अज्ञात है या प्रासंगिक नहीं है, उदाहरण के लिए "द्रव यांत्रिकी", तो इसके उल्लेखनीय उद्भव का एक अनुमानित आंकड़ा प्रदान किया गया है)

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