Le calculateur de surface du condenseur permet de déterminer la surface requise pour qu'un condenseur transfère efficacement la chaleur entre deux fluides. Les condenseurs sont des composants essentiels dans des systèmes tels que le CVC, power installations et procédés industriels, où un échange de chaleur efficace est essentiel pour maintenir Efficacité et prévenir la surchauffe.
En utilisant ce calculateur, les ingénieurs et les opérateurs peuvent s'assurer que le condenseur est correctement dimensionné pour répondre aux exigences de transfert de chaleur du système. Cela optimise non seulement l'efficacité énergétique mais réduit également les coûts d’exploitation et minimise le risque de défaillance de l’équipement.
Formule de calcul de la surface du condenseur
La surface d'un condenseur est calculée à l'aide de la formule suivante :
A = Q / (U × ΔTₘ)
Où? :
- A = Surface du condenseur (m² ou ft²)
- Q = Taux de transfert de chaleur (W ou BTU/h)
- U = Coefficient de transfert thermique global (W/m²·K ou BTU/h·ft²·°F)
- ΔTₘ = Différence moyenne de température logarithmique (K ou °F)
Étapes pour calculer
Étape 1 : Calculer le taux de transfert de chaleur (Q)
Si non fourni directement, calculez le taux de transfert de chaleur en utilisant :
Q = m × Cp × ΔT
Où? :
- m = Masse flux débit du fluide (kg/s ou lb/h)
- Cp = Chaleur spécifique capacité du fluide (kJ/kg·K ou BTU/lb·°F)
- ΔT = Variation de température du fluide (°C ou °F)
Étape 2 : Calculer la différence de température moyenne logarithmique (ΔTₘ)
ΔTₘ représente les différences de température variables dans l'échangeur de chaleur. Utilisez la formule :
ΔTₘ = [(T₁ - T₃) - (T₂ - T₄)] / ln[(T₁ - T₃) / (T₂ - T₄)]
Où? :
- T₁ = Température d'entrée du fluide chaud (°C ou °F)
- T₂ = Température de sortie du fluide chaud (°C ou °F)
- T₃ = Température d'entrée du fluide de refroidissement (°C ou °F)
- T₄ = Température de sortie du fluide de refroidissement (°C ou °F)
Étape 3 : Obtenir le coefficient de transfert de chaleur global (U)
Les valeurs typiques dépendent du système :
- Condenseur refroidi par eau : 500–1,000 XNUMX W/m²·K
- Condenseur à air : 10–50 W/m²·K
Étape 4 : Résoudre le problème de l'aire de surface (A)
Remplacez les valeurs de Q, U et ΔTₘ dans la formule :
A = Q / (U × ΔTₘ)
Tableau de référence pour les coefficients de transfert de chaleur typiques
| Type de condenseur | Plage de valeurs U (W/m²·K) | Plage de valeurs U (BTU/h·ft²·°F) |
|---|---|---|
| Condenseur refroidi à l'eau | 500-1,000 | 88-176 |
| Condenseur refroidi par air | 10-50 | 1.76-8.8 |
Ce tableau fournit des plages typiques pour le coefficient de transfert de chaleur global en fonction du type de condenseur.
Exemple de calculateur de surface de condenseur
Problème:
Un condenseur refroidi par eau présente les paramètres suivants :
- Taux de transfert de chaleur (Q) : 200,000 XNUMX W
- Coefficient de transfert thermique global (U) : 800 W/m²·K
- Température d'entrée du fluide chaud (T₁) : 120°C
- Température de sortie du fluide chaud (T₂) : 80°C
- Température d'entrée du fluide de refroidissement (T₃) : 30°C
- Température de sortie du fluide de refroidissement (T₄) : 50°C
Solution:
Étape 1 : Calculer la différence de température moyenne logarithmique (ΔTₘ) :
ΔTₘ = [(120 - 30) - (80 - 50)] / ln[(120 - 30) / (80 - 50)]
ΔTₘ = 60 / ln(3) ≈ 54.6°C
Étape 2 : Calculer la surface (A) :
A = Q / (U × ΔTₘ)
A = 200,000 800 / (54.6 × XNUMX)
A ≈ 4.57 m²
La surface requise pour le condenseur est d'environ 4.57 m².
FAQ les plus courantes
Il calcule la surface requise pour un condenseur afin d'assurer un transfert de chaleur efficace entre deux fluides.
Une surface correctement dimensionnée garantit que le condenseur peut gérer le transfert de chaleur requis sans surcharge, ce qui contribue à maintenir l'efficacité et à prévenir les pannes du système.
Oui, ce calculateur peut être appliqué à n’importe quel type de condensateur à condition que les paramètres nécessaires (Q, U et ΔTₘ) soient connus.