
【化】 number of (heat) transfer units (NTU); number of transfer unit
传热单元数(Number of Transfer Units,NTU)是热交换器设计中的核心无量纲参数,用于表征换热设备的热传递能力与流体热容率的比值。其定义为: $$ NTU = frac{UA}{C_{min}} $$ 其中:
该参数由Kays和London于1955年在《Compact Heat Exchangers》中首次系统阐述,现已成为国际传热学标准ASME PTC 30和ASHRAE Handbook的基础设计依据。在工程实践中,NTU与换热器效能(ε)通过以下关系式关联: $$ ε = frac{1 - e^{-NTU(1-C_r)}}{1 - C_r e^{-NTU(1-C_r)}} $$ 式中$C_r$为冷热流体的热容率比。这一数学模型揭示了NTU在预测换热效率中的决定性作用,被广泛应用于化工、能源等领域的设备选型验证。
传热单元数(NTU)是热力学和工程领域中用于衡量换热器传热效率的重要参数,具体解释如下:
传热单元数(Number of Transfer Units, NTU)反映冷热流体间换热过程的难易程度,数值越大,表明换热器的传热能力越强。其核心是通过无量纲参数综合传热系数、传热面积和流体热容量的关系。
NTU的物理意义是单位传热推动力引起的流体温度变化。例如,若NTU=5,表示流体流经换热器时经历了5个等效的“传热阶段”,每个阶段对应温差推动下的热量传递。
NTU的通用表达式为: $$ NTU = frac{KA}{(GCp){text{min}}} $$ 其中:
对于逆流或顺流换热器,NTU还可通过积分形式定义,如热流体的NTU表达式: $$ NTU1 = int{T_2}^{T_1} frac{dT}{T - t} $$ 其中,T₁、T₂为热流体的进出口温度,t为冷流体温度。
如需进一步了解不同流动方式下的计算案例,可参考工程热力学教材或换热器设计手册。
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