LMTD（対数平均温度差）計算機

対数平均温度差（LMTD）は、熱工学、特に熱交換器の設計と解析において重要なパラメータです。これは、熱交換器の長さにわたる熱流体と冷流体の平均温度差の尺度を提供し、熱伝達率の計算を可能にします。

歴史的背景

LMTDの概念は、熱交換器の長さに沿って変化する温度差に対処するために開発されました。一定の温度差を仮定した従来の方法では、正確な計算には不十分であることが判明し、より正確な熱工学アプリケーションのためにLMTDが導入されました。

計算式

LMTDは次の式で計算されます。

\[ LMTD = \frac{\Delta T_1 - \Delta T_2}{\ln\left(\frac{\Delta T_1}{\Delta T_2}\right)} \]

ここで：

• \(\Delta T_1\)は熱交換器の一端における温度差、
• \(\Delta T_2\)は他端における温度差です。

計算例

熱流体が150°Cで流入し100°Cで流出する一方で、冷流体が80°Cで流入し120°Cで流出する熱交換器を考えます。LMTDは次のように計算できます。

\[ LMTD = \frac{150 - 120 - (100 - 80)}{\ln\left(\frac{150 - 120}{100 - 80}\right)} \approx 28.85 \text{ °C} \]

重要性と使用シナリオ

LMTDは、熱交換器の設計、サイズの決定、性能の予測に不可欠です。化学処理、発電、HVACシステムなどの業界で広く使用されています。

よくある質問

1. 平均温度差ではなくLMTDを使用する理由は何ですか？

   • LMTDは、熱交換器全体で変化する温度差に対してより正確な測定値を提供し、正確な熱伝達計算に不可欠です。

2. LMTDはすべてのタイプの熱交換器に使用できますか？

   • LMTDは広く適用されますが、その使用は逆流または並流の配向に最も適しています。複雑な構成の場合、代替の方法が必要になる場合があります。

3. 両端の温度差が等しい場合はどうですか？

   • \(\Delta T_1 = \Delta T_2\)の場合、LMTDの式は、この一定の温度差に簡略化されますが、このシナリオは実際的なアプリケーションではあまり一般的ではありません。

この計算機は、熱工学のプロフェッショナルや学生が、熱交換器の設計のためのLMTDを効率的に計算するためのアクセスしやすいツールを提供します。