Исходные величины и единицы
Рассчитывает баланс горячего и холодного потоков, энтропийные потери и уничтоженную эксергию. Для расчёта используются Горячий вход (°C), Холодный вход (°C), Массовый расход горячего (кг/с), Массовый расход холодного (кг/с), Теплоёмкость горячего потока (Дж/(кг·К)), Теплоёмкость холодного потока (Дж/(кг·К)), Тепловая эффективность (безразмерно), Температура среды (°C). Числа вводятся в единицах, указанных у соответствующих полей. Отдельно проверьте, относятся ли параметры к одному устройству или одному наблюдаемому режиму.
Теплоёмкости потоков постоянны; теплообменник адиабатичен; эффективность задана относительно минимальной теплоёмкостной мощности. Значения из примера предназначены для проверки порядка величин. Если рабочий диапазон материала или установки неизвестен, сначала уточните его по паспорту или измерению.
В этой модели «горячий вход» и «температура среды» задают разные характеристики исходной ситуации. Их влияние оценивается только в пределах допущения: Теплоёмкости потоков постоянны; теплообменник адиабатичен; эффективность задана относительно минимальной теплоёмкостной мощности.
Физическая модель и формулы
Рассчитывает баланс горячего и холодного потоков, энтропийные потери и уничтоженную эксергию. Основные зависимости записываются так: Q=ε Cmin(Th−Tc); Sген=Ch ln(Tho/Thi)+Cc ln(Tco/Tci); Bу=Tокр Sген. Подставьте физические величины с одинаковой системой единиц и получите промежуточные параметры, затем итоговые показатели.
Теплоёмкости потоков постоянны; теплообменник адиабатичен; эффективность задана относительно минимальной теплоёмкостной мощности. Именно эти предположения ограничивают применимость формулы. При нарушении обязательного условия расчёт останавливается либо показывает величину запаса до границы допустимого режима.
Результаты «Теплопередача, кВт» и «Температура горячего выхода, °C» помогают проверить физическую согласованность: Q=ε Cmin(Th−Tc); Sген=Ch ln(Tho/Thi)+Cc ln(Tco/Tci); Bу=Tокр Sген. Для модели «необратимые потери в противоточном теплообменнике» оба значения выводятся одновременно, чтобы не пропустить неверно выбранный режим.
Как проверить и истолковать результат
Для задачи «необратимые потери в противоточном теплообменнике» сравните «Теплопередача, кВт» с величиной «Температура горячего выхода, °C». Измените «горячий вход», затем по отдельности измените «температура среды». Следите за физическими ограничениями, а не только за изменением цифр.
Проведите повторный расчёт: сначала измените «горячий вход», затем верните исходное значение и измените «температура среды». Если ответ изменился неожиданным образом, проверьте формулу Q=ε Cmin(Th−Tc); Sген=Ch ln(Tho/Thi)+Cc ln(Tco/Tci); Bу=Tокр Sген.
Рассчитывает баланс горячего и холодного потоков, энтропийные потери и уничтоженную эксергию. Не стоит делать вывод только по одному набору чисел: сравните несколько физически допустимых вариантов и оцените запас до возможных ограничений.
Границы применимости и точность
Теплоёмкости потоков постоянны; теплообменник адиабатичен; эффективность задана относительно минимальной теплоёмкостной мощности. В реальных условиях на результат могут влиять параметры, не представленные этой упрощённой моделью, например изменение свойств вещества, потери на неоднородностях либо динамические переходы.
Величина «горячий вход» может быть известна приблизительно. Проверьте несколько измеренных значений, не выходящих за допустимые границы. Особое условие этой задачи: Теплоёмкости потоков постоянны; теплообменник адиабатичен; эффективность задана относительно минимальной теплоёмкостной мощности.
Калькулятор «Необратимые потери в противоточном теплообменнике» предназначен для предварительной инженерной оценки и обучения. Там, где расчёт определяет допустимую нагрузку, режим оборудования или безопасность, требуется независимая проверка и нормативная методика.
Формула расчёта
Q=ε Cmin(Th−Tc); Sген=Ch ln(Tho/Thi)+Cc ln(Tco/Tci); Bу=Tокр Sген.
Проверенные примеры
Как пользоваться онлайн-калькулятором
- Введите исходные числа в единицах, указанных возле полей.
- Рассчитайте значения и сопоставьте несколько выходных показателей.
- По одному измените наиболее важные входные условия и сравните результаты.
- Если система сообщает о недопустимом режиме, проверьте физические ограничения.