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ε-NTU 法换热校核计算实例

📅 2026年08月13日 👁 3 次阅读 ⏱ 约 3 分钟读完 🏷 技术知识
当出口温度未知、只知道设备能力时,LMTD 法要反复试算。本文用同一个工况演示 ε-NTU 法:由 K·A、两侧热容流率,一步算出效能与实传热,适合对已有设备做校核。

一、已知条件

  • 总传热能力 K·A = 1500 W/K;
  • 热侧 C热 = 3000 W/K(即 m·cp);
  • 冷侧 C冷 = 5000 W/K;
  • 热进 180℃,冷进 25℃。

二、算 NTU 与热容比

取小者 Cmin = 3000 W/K:

NTU = K·A / Cmin = 1500 / 3000 = 0.5
Cr = Cmin / Cmax = 3000 / 5000 = 0.6

三、代入逆流效能公式

逆流:ε = (1 − e的−NTU(1−Cr)次方) / (1 − Cr·e的−NTU(1−Cr)次方)。

先算指数项:NTU·(1−Cr) = 0.5 × 0.4 = 0.2,e的−0.2次方 ≈ 0.8187。

ε = (1 − 0.8187) / (1 − 0.6 × 0.8187) = 0.1813 / 0.5088 ≈ 0.356

四、算实际传热量

最大可能传热 Qmax = Cmin·(T热进 − T冷进) = 3000 × (180 − 25) = 465000 W。

Q = ε · Qmax = 0.356 × 465000 ≈ 165.5 kW

即这台设备在当前工况下实传约 165 kW。若想提效,增大 K·A(NTU 上升)或调整 Cr(如加大冷侧流量让两侧更匹配)都会抬高效能。

ε-NTU 的好处:不用猜出口温度,给设备能力就能量出它能耐。

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关键词: ε-NTU法 换热校核 效能计算 算例 传热单元数
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