対数平均温度差(LMTD)
対数平均温度差(LMTD)とは、熱交換器内での2流体間の平均的な温度差を近似的に算出したものです。2流体間の温度差は下のイメージ図の様に均一ではないため、対数を用いて平均化します。
向流と並流
対数平均温度差の算出方法は2流体を流す方向により、向流と並流の2つに大別されます。向流とは2種類の流体を向き合う形で流す方式で、並流とは2種類の流体を同じ方向に流す方式です。また、向流には完全対向流と、並行流との中間にあたる直交流があります。
対数平均温度差は以下の式を用いて算出します。
対向流: ΔTLMTD=[(T1-t2)-(T2-t1)]/In[(T1-t2)/(T2-t1)]
ただし、(T1-t2)=(T2-t1)のときはΔTLMTD=(T1-t2)となります。
並行流: ΔTLMTD=[(T1-t1)-(T2-t2)]/In[(T1-t1)/(T2-t2)]
ΔTLMTD:対数平均温度差[℃]
T1:高温側入口温度[℃]
T2:高温側出口温度[℃]
t1:低温側入口温度[℃]
t2:低温側出口温度[℃]
補正係数Ft
対向流と並行流を組み合わせた流れ方をする場合には、完全対向流で計算したΔTLMTDに補正係数Ftをかけます。
RA=(T1-T2)/(t2-t1)
EA=(t2-t1)/(T1-T2)
ΔTTRUE:真の平均温度差[℃]
RA:水相当比[-]
EA:温度効果[-]