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 $mC$ 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 $NTU$ 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 $NTU$ 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 $NTU$ روی محور افقی و و مقدار $C_{r}$ روی نمودار، مقدار ضریب بازدهی از روی محور عمودی خوانده می‌شود.

جستارهای وابسته

• مبدل حرارتی
• اختلاف دمای متوسط لگاریتمی

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