El Método del Número d'Unitats de Transferència (NUT) s'usa en el càlcul de bescanviadors de calor per a determinar les temperatures finals dels decorreguts de treball quan es dispon d'un bescanviador o es coneix la seua superfície d'intercanvi, com succeïx quan es vol seleccionar, per a un determinat us, un bescanviador entre varis disponibles o es desija utilisar un bescanviador per a un us diferent d'aquell para el que es va dissenyar.

Es podria utilisar el método de càlcul tradicional[1] , basat en el balanç d'energia i les equacions de transmissió de calor, pero si es desconeixen les temperatures d'eixida dels decorreguts, caldria fer-ho iterativament, presuponent-les i comprovant posteriorment el resultat. Si no es conseguix la suficient aproximació caldrà repetir el càlcul.

El método NUT o NTU va ser desenrollat per London i Seban (1942)[2] i es basa en la determinació de dos números adimensionales i a partir d'ells per mig d'una gràfica o un àbac determinar un tercer en el que podran calcular-se les temperatures d'eixida.

S'escomença per calcular la capacitat calorífica C d'abdós decorreguts:

Cp=m˙p.cp
Cs=m˙s.cs

A on m˙ és el cabal másico i c el calor específica. Els subíndexs expressen p= primari, s= secundari.

El primer número adimensional és el NTU:

NTU=k.SCmenor=ΔtmayorΔtlog

En la que k és el coeficient global de transmissió del bescanviador,S és la superfície d'intercanvi i Cmenor és la capacitat calorífica menor dels dos decorreguts.

L'atre número adimensional és el coeficient de capacitat cr:

cr=CmenorCmayor=ΔtmenorΔtmayor

El Δt és el bot tèrmic entre entrada i eixida de cada decorregut.

En estos dos valors, s'obté en l'àbac o en la gràfica[3] corresponent al tipo de bescanviador, el valor de l'efectivitat ϵ del bescanviador, que es definix com el cocient entre la calor absorbida o entregat pel decorregut de capacitat calorífica menor i la màxima calor que podria intercanviar-se.

ϵ=Calor intercambiado por el fluït de CmenorCalor máximo intercambiable=Δtmayortce−tfe

en la que Δtmayor és el bot tèrmic entre l'entrada i l'eixida, major dels dos decorreguts, i tce és la temperatura d'entrada del decorregut calent i tfe és la temperatura d'entrada del decorregut fret.

En açò es calcula la temperatura d'eixida d'un dels dos decorreguts i l'atra es pot calcular per mig de l'equació que expressa que la calor absorbida pel decorregut secundari és igual a la calor entregada pel primari.

m˙p.cp.(tpe−tps)=m˙s.cs.(tse−tss)

En la que els subíndexs: p= primari, s= secundari, pe= primari d'entrada, ps= primari d'eixida, se= secundari d'entrada i ss=secundari d'eixida.


Referències

  1. ↑ [1] heat- exchanger performance by the LMTD and -NTU methods.
  2. ↑ Segons Sekulik les solucions varen ser obtingudes prèviament per Nusselt (1911).Sekulic, D. P., Shah, R. K., and Pignotti, A. (1999). A Review of Solution Methods for Determining Effectiveness—Ntu Relationships of Heat Exchangers with Complex Flow Arrangements
  3. ↑ «Copia archivada». Archivat des d'el original, el 29 de maig de 2015. Consultat el 14 d'abril de 2016.