Logaritmies gemiddelde temperatuurverskil

Die logaritmies gemiddelde temperatuurverskil (LGTV of ΔTlg) word gebruik om die temperatuur dryfkrag vir warmteruiling in vloeistelsels, soos hitteruilers te kwantifiseer.  Die LGTV is 'n logaritmiese gemiddelde van die temperatuurverskil tussen die warm en koue strome aan elke punt van 'n hitteruiler.  Hoe groter die LGTV, hoe meer warmte word uitgeruil.

 Definisie 
duimnael|regs|500px|'n Tipiese konfigurasie van 'n hitteruiler.

Ons aanvaar dat 'n generiese hitteruiler twee kante het (wat ons hier "A" en "B" sal noem) waar die warm en koue strome invloei of uitvloei; die LGTV word dan gedefinieer deur die logaritmiese gemiddelde as volg:

 en  is die benaderingstemperatuur aan die twee kante van die hitteruiler.

Hierdie vergelyking is geldig vir beide parallelle vloei waar die strome van dieselfde kant invloei en vir teenstroom vloei waar die strome van verskillende kante af invloei.  'n Derde tipe vloei is kruisvloei waar een van die strome dieselfde nominale temperatuur het op alle punte van die oordragoppervlak.  Die wiskunde is soortgelyk behalwe dat 'n korreksiefaktor F dikwels toegepas moet word in die hitte-oordrag vergelyking.

Daar is tye wanneer die vier temperature wat gebruik word om die LGTV te bepaal nie beskikbaar is nie.  Die NTU-metode mag dan gebruik word.

duimnael|regs|500px|Verskil tussen GTV en LGTV.

Die volgende benadering kan ook gebruik word:

waar

Kyk grafiek aan die regterkant.

Afleiding van formule

Hierdie formule word soos volg afgeleiː

Die hittelas van die warm en koue kant kan soos volg geskryf word:

Herskryf die twee vergelykings hierbo:

Indien die twee vergelyking bymekaar gevoeg word, word die volgende gekry:

Siende dat:

Dan is:

 - *

Die terms  en  is die twee benaderingstemperature van die hitteruiler. Stel hierdie gelyk aan  en 

Indien 'n baie klein gedeelte van die hitteruiler beskou word, sal . Vervang nou:

 met 

en

 met 

Verder, indien:

vervang word met:

dan is:

Indien gedifferensieer word vir die hele lengte van die hitteruiler:

Indien vergelyking * herskryf word:

Vervang hierdie vergelyking in:

Dus:

 Gebruik 
Wanneer dit bereken is, word die LGTV gewoonlik gebruik om die warmteoordrag in 'n hitteruiler te bepaal volgens die volgende vergelyking:

Waar Q die uitgeruilde warmte-energie is (in watt), en U die warmteoordragskoëffisiënt (in watt per kelvin per vierkante meter) en A die oordragoppervlak in vierkante meter is. In warmteoordragskoëffisiënt word beskryf hoe U bepaal word.

 Temperatuur korreksiefaktor 


Wanneer 'n hitteruiler meer as een buisgang het, ondervind elke buisgang nie teenstroom nie - sommige buise ondervind parallele vloei. In so 'n geval moet  gekorrigeer word met 'n korreksiefaktor .

Hierdie temperatuurkorreksiefaktor is 'n funksie van die hoeveelheid gange van die hitteruiler, die posisie van die in- en uitlate van die hitteruiler en die in- en uitlaat temperature.

Vir 'n enkel buisganghitteruiler is 

Vir 'n hitteruiler met een mantelgang en buisgange in veelvoude van twee, kan  soos volg bepaal word:

As  = mantelkant inlaat,
 = mantelkant uitlaat,
 = buiskant inlaat,
 = buiskant uitlaatː

Die afleiding van hierdie formule word gegee deur Kern (1950).

Vir ander hitteruilerkonfigurasies moet dit afgelees word van grafieke. Hierdie grafieke is ook 'n funksie van  en .

 Verwysings 
 Coulson and Richardson's Chemical Engineering, volume 6, 4de uitgawe, 2005, hoofstuk 12.6, bladsy 655
 Kay J M & Nedderman R M (1985) Fluid Mechanics and Transfer Processes, Cambridge University Press

 Kyk ook 
 Hitteruiler
 Warmteoordrag

Kategorie:Ingenieurswese