로그 평균 온도차(LMTD) 계산기

로그 평균 온도차(LMTD)는 열역학 공학, 특히 열교환기 설계 및 분석에서 중요한 매개변수입니다. 열교환기 길이에 따른 고온 유체와 저온 유체 사이의 평균 온도차를 측정하여 열전달률 계산을 가능하게 합니다.

배경

LMTD 개념은 열교환기 길이에 따른 온도차 변화를 해결하기 위해 개발되었습니다. 일정한 온도차를 가정하는 기존 방법은 정확한 계산에 부적합하여 더 정확한 열역학 공학적 응용을 위해 LMTD가 도입되었습니다.

계산 공식

LMTD는 다음 공식을 사용하여 계산됩니다.

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

여기서:

• \(\Delta T_1\)은 열교환기 한쪽 끝의 온도차입니다.
• \(\Delta T_2\)는 열교환기 다른 쪽 끝의 온도차입니다.

계산 예시

고온 유체가 150°C에서 유입되어 100°C에서 유출되고, 저온 유체가 80°C에서 유입되어 120°C에서 유출되는 열교환기를 고려해봅시다. LMTD는 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

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

중요성 및 사용 사례

LMTD는 열교환기 설계, 크기 결정 및 성능 예측에 필수적입니다. 화학 공정, 발전 및 HVAC 시스템과 같은 산업에서 널리 사용됩니다.

자주 묻는 질문

1. 평균 온도차 대신 LMTD를 사용하는 이유는 무엇입니까?

   • LMTD는 열교환기 전체의 변화하는 온도차에 대해 더 정확한 측정값을 제공하며, 정확한 열전달 계산에 중요합니다.

2. LMTD를 모든 유형의 열교환기에 사용할 수 있습니까?

   • LMTD는 널리 적용될 수 있지만, 향류 또는 병류 배열에 가장 적합합니다. 복잡한 구성의 경우 대체 방법이 필요할 수 있습니다.

3. 양쪽 끝의 온도차가 같으면 어떻게 됩니까?

   • \(\Delta T_1 = \Delta T_2\)인 경우 LMTD 공식은 이 일정한 온도차로 단순화되지만, 실제 응용에서는 이러한 경우가 드뭅니다.

이 계산기는 열역학 공학 전문가와 학생들이 열교환기 설계에 대한 LMTD를 효율적으로 계산할 수 있는 접근 가능한 도구를 제공합니다.