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Number of Transfer Units



Die Number of Transfer Units (NTU) ist eine dimensionslose Kennzahl und gehört in den Bereich der Wärmeübertragung.

Der Nutzen der NTU besteht darin, einen Wärmeübertrager auszulegen oder ein vorhandenes Gerät nachzurechnen. Das NTU-Verfahren vereinfacht den Auslegungs- bzw. Nachrechnungsprozess erheblich, da es bei komplizierteren Strömungsformen schwierige Berechnungen erspart.

Herleiten lässt sich NTU, in dem man zunächst für den übertragenen Wärmestrom die Formel für das Fluid (mit: Massenstrom \dot{m}, Wärmekapazität cp, Temperaturdifferenz ΔT) sowie die Formel für die Übertragungsfläche (mit: Wärmedurchgangskoeffizient k, Übertragungsfläche A, logarithmische Temperaturdifferenz \Delta \vartheta) notiert, die nach der Energieerhaltung beide gleich sein müssen:

\dot{Q} = \dot{m} \cdot c_p \cdot \Delta T = k \cdot A \cdot \Delta \vartheta

Nun formt man diese Gleichung in das Verhältnis von Temperaturdifferent und logarithmischer Temperaturdifferenz um, da letztere bei Wärmeübertragern die nicht dem Gleich- oder Gegenstromprinzip folgen, schwer zu bestimmen ist:

NTU = \frac{k \cdot A}{\dot{m} \cdot c_p} = \frac{\Delta T}{\Delta \vartheta}

In der Literatur wird der Ausdruck \dot{m} \cdot c_p auch als Wärmekapazitätsstrom \dot{w} bezeichnet.

Um mit NTU zu arbeiten benötigt man sogenannte NTU-Diagramme, die es für gängige Strömungstypen in der Fachliteratur gibt. Anhand bekannter Massenströme sowie Fluidtemperaturen kann im Diagramm der NTU abgelesen werden. Unter Schätzung des Wärmedurchgangskoeffizienten k kann die wärmeübertragende Fläche ermittelt werden.

Literatur

VDI-Gesellschaft VDI-Gesellschaft Verfahrenstechnik und Chemieingenieurwesen (GVC): VDI-Wärmeatlas, 10. Auflage, Springer Verlag Berlin 2006, ISBN 978-3540255031

 
Dieser Artikel basiert auf dem Artikel Number_of_Transfer_Units aus der freien Enzyklopädie Wikipedia und steht unter der GNU-Lizenz für freie Dokumentation. In der Wikipedia ist eine Liste der Autoren verfügbar.
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