Calculadora de Eficácia de Permutador (NTU)
Eficácia, NTU, razão de capacidades e potência de um permutador em contracorrente.
Resultados
O que faz esta ferramenta
A eficácia é a fracção do calor teoricamente possível que o permutador realmente transfere, e depende apenas de dois números adimensionais: o NTU, que mede quanta superfície se comprou, e a razão de capacidades, que mede o desequilíbrio entre os dois caudais. Duplicar a área acima de um NTU de cerca de 3 compra muito pouco, e é essa a razão prática por que os permutadores não se fazem arbitrariamente grandes.
Fórmula
NTU = UA/Cmin ; eficácia = [1 - e^(-NTU(1-Cr))] / [1 - Cr e^(-NTU(1-Cr))] (contracorrente)
Variáveis
| Símbolo | Significado | Unidade |
|---|---|---|
ua | Valor UA | W/K |
cm | Menor capacidade térmica de caudal | W/K |
cx | Maior capacidade térmica de caudal | W/K |
th | Temperatura da fonte quente | °C |
tc | Temperatura da fonte fria | °C |
EF | Eficácia | % |
NT | Número de unidades de transferência | — |
CR | Razão de capacidades | — |
QM | Transferência máxima possível | kW |
QQ | Calor transferido | kW |
Exemplo resolvido
- Valor UA5000 W/K
- Menor capacidade térmica de caudal4000 W/K
- Maior capacidade térmica de caudal6000 W/K
- Temperatura da fonte quente90 °C
- Temperatura da fonte fria20 °C
- Eficácia60,79 %
- Número de unidades de transferência1,2500
- Razão de capacidades0,6667
- Transferência máxima possível280,000 kW
- Calor transferido170,226 kW
Limitações
- Misturar unidades é a causa de erro mais comum. Converta todos os valores para as unidades indicadas ao lado de cada campo antes de calcular.
- A fórmula assume condições ideais: sem perdas por atrito, sem resistência do ar e sem perdas de rendimento, a não ser que as introduza.
Perguntas frequentes
Quando é que o método NTU é melhor do que o LMTD?
Quando se conhecem as temperaturas de entrada e o permutador, e se quer saber o que sai. O LMTD precisa das quatro temperaturas, por isso com duas desconhecidas obriga a iterar. O NTU vai directo à resposta. O caso inverso — dimensionar um permutador com entradas e saídas conhecidas — é onde o LMTD é o caminho mais curto.