روش ان تی یو

روش ان تی یو(به انگلیسی: NTU method) یا روش تعداد واحدهای تبادل(به انگلیسی: Number of Transfer Units Method) در علم انتقال حرارت و در طراحی مبدل‌های حرارتی کاربرد دارد.این روش برای شرایطی مورد استفاده قرار می‌گیرد که اطلاعات جریان‌های ورودی و خروجی به مبدل در دست نبوده و تنها اطلاعات دمایی جریان‌های ورودی به مبدل مشخص است.

شرح روش

در این روش با محاسبه بیشینه حرارت قابل انتقال و استفاده از یک ضریب تصحیح (ضریب بازدهی)، مقدار واقعی گرمای انتقالی محاسبه می‌شود.

q_{max}\ =C_{min}(T_{h,i}-T_{c,i})

در این معادله برای محاسبه $C_{min}$

، باید

m C

را برای هر سیال جداگانه محاسبه و مقدار کمتر را

C_{min}

می نامیم. همچنین ضریب بازدهی در این روش یه صورت زیر قابل تعریف است:

E\ ={\frac {q}{q_{max}}}

مقدار گرمای واقعی (q) محاسبه شده برابر است با:

q\ =C_{h}(T_{h,i}-T_{h,o})\ =C_{c}(T_{c,o}-T_{c,i})

برای محاسبه ضریب بازدهی ( $E$

یا

\epsilon

) دو پارامتر به نام‌های

N T U

و :

C_{r}

تعریف می‌شود.

E\ ={\frac {1-\exp[-NTU(1+C_{r})]}{1+C_{r}}}

C_{r}\ ={\frac {C_{min}}{C_{max}}}

NTU\ ={\frac {UA}{C_{min}}}

در معادله بالا U ضریب انتقال حرارت کلی مبدل و A کل سطح تبادل در مبدل است.

با داشتن $N T U$

و :

C_{r}

می‌توان از روابط زیر مقدار ضریب بازدهی را محاسبه کرد.

برای جریان موازی:

E\ ={\frac {1-\exp[-NTU(1+C_{r})]}{1+C_{r}}}

برای جریان متقابل:

E\ ={\frac {1-\exp[-NTU(1-C_{r})]}{1-C_{r}\exp[-NTU(1-C_{r})]}}

همچنین برای ساده‌تر شدن کار، نمودارهایی وجود داردکه می‌توان با استفاده از آن مقدار ضریب بازدهی را به سرعت به دست آورد.

با داشتن مقدار

N T U

روی محور افقی و و مقدار

C_{r}

روی نمودار، مقدار ضریب بازدهی از روی محور عمودی خوانده می‌شود.

جستارهای وابسته

منابع

F. P. Incropera & D. P. DeWitt 1990 Fundamentals of Heat and Mass Transfer, 3rd edition, pp. 658–660. Wiley, New York
F. P. Incropera, D. P. DeWitt, T. L. Bergman & A. S. Lavine 2006 Fundamentals of Heat and Mass Transfer ,6th edition, pp 686–688. John Wiley & Sons US