基礎式…Q=U・A・ΔTLMTD
熱の移動量を求めるには上記の基礎式もあります。
例えば、冷却塔を使って30[℃]の水1000[L/min]を25[℃]まで冷やすのに低温側23[℃]の水を1500[L/min]使用したときの総括伝熱係数を求めたい場合は、次の様に算出できます。
但し、水の密度ρは1000[kg/m3]、水の定圧比熱cは4.186[kJ/kg・℃]、伝熱面積Aは150[m2]とします。
高温側の熱の移動量は、
q=W・c・ρ・ΔT=1000・10-3/60・4.186・1000・(30-25)≒348.8[kW]
高温側と低温側は熱交換しているため熱の移動量は等しいことから、低温側の出口温度を求めると、
低温側出口温度=入口温度+q/(W・c・ρ)
=23+348.8/(1500・10-3/60・4.186・1000)≒26.3[℃]
温度条件から対数平均温度差が得られるため、総括伝熱係数は以下の式で求められます。
U=q/(A・ΔTLMTD)
=348800/{150・[(30-26.3)-(25-23)]/[In(30-26.3)/(25-23)]}
≒841.5[W/(m2・℃)]