FAZEKAS ANDRÁS ISTVÁN PhD c. egyetemi docens

Az előadások a következő témára: "FAZEKAS ANDRÁS ISTVÁN PhD c. egyetemi docens"— Előadás másolata:

1 FAZEKAS ANDRÁS ISTVÁN PhD c. egyetemi docens
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Gépészmérnöki Kar Energetikai Gépek és Rendszerek Tanszék ENERGETIKA I. HŐCSERÉLŐK FAZEKAS ANDRÁS ISTVÁN PhD c. egyetemi docens FAZEKAS ANDRÁS ISTVÁN PhD | ENERGETIKA I | EN1_M001 HŐCSERÉLŐK

2 A HŐ FOGALMA I. A hő a hőmérséklet-eloszlás inhomogenitása következtében létrejövő transzportmennyiség a termodinamikai rendszer felületén. A hő tehát nem az energia egy fajtája, ebből következően a ‘hőenergia’ kifejezés elvileg helytelen, de általánosan használatos. FAZEKAS ANDRÁS ISTVÁN PhD | ENERGETIKA I | EN1_M001 HŐCSERÉLŐK

3 A hőt definiáló összefüggés:
A HŐ FOGALMA II. A hőt definiáló összefüggés: elemi változás esetén: véges változás esetén: FAZEKAS ANDRÁS ISTVÁN PhD | ENERGETIKA I | EN1_M001 HŐCSERÉLŐK

4 A HŐCSERE FOGALMA A hőcsere az a fizikai folyamat, melynek során két fizikai (termodinamikai) rendszer között energiatranszport valósul meg, az egyik fizikai rendszer energiát ad át a másiknak. Az energiaátadás során a hőt leadó rendszer belső energiája csökken, míg a másik fizikai rendszer, a hőt felvevő rendszer belső energiája növekszik. A fizikában használt hő fogalma a hőközlés során átadott energia mértékét jelenti. FAZEKAS ANDRÁS ISTVÁN PhD | ENERGETIKA I | EN1_M001 HŐCSERÉLŐK

5 Hőátadás (hőcsere) három alapvető fizikai jelenség útján történhet:
HŐVEZETÉS (kondukció), HŐÁRAMLÁS (konvekció), HŐSUGÁRZÁS (radiáció) formájában. FAZEKAS ANDRÁS ISTVÁN PhD | ENERGETIKA I | EN1_M001 HŐCSERÉLŐK

6 HŐCSERÉLŐ KÉSZÜLÉKEK A hőcserélő készülékek arra szolgálnak, hogy bennük egy melegebb közeg hőt adjon le egy nála hidegebbnek. FAZEKAS ANDRÁS ISTVÁN PhD | ENERGETIKA I | EN1_M001 HŐCSERÉLŐK

7 HŐCSERÉLŐ KÉSZÜLÉKEK CSOPORTOSÍTÁSA I.
FAZEKAS ANDRÁS ISTVÁN PhD | ENERGETIKA I | EN1_M001 HŐCSERÉLŐK

8 HŐCSERÉLŐ KÉSZÜLÉKEK CSOPORTOSÍTÁSA II.
A hőcserélő berendezések főbb típusai: KEVERŐ HŐCSERÉLŐK REGENERATÍV HŐCSERÉLŐK REKUPERATÍV HŐCSERÉLŐK FAZEKAS ANDRÁS ISTVÁN PhD | ENERGETIKA I | EN1_M001 HŐCSERÉLŐK

9 KEVERŐ HŐCSERÉLŐK A keverő hőcserélőkben a hőcsere a két közeg közvetlen érintkezésével valósul meg. Keverő hőcserélő például a nedves hűtőtorony; ennek kürtőjében a felmelegedett levegő áramlik felfelé, a hűtendő vizet pedig sűrű eső formájában engedik lehullani. A keverőkondenzátorokban vagy tálcáról tálcára ejtik a hűtővizet cseppek formájában, vagy a vizet úgy juttatják be fúvókákon keresztül, hogy belőle vékony vízhártyák keletkezzenek; a gőz a cseppekkel, ill. a hártyákkal közvetlenül érintkezve kondenzálódik, miközben a víz felmelegszik. A Ruths-féle hőtárolókban a vizet úgy melegítik fel, hogy a fűtőgőzt rajta átbuborékoltatják. FAZEKAS ANDRÁS ISTVÁN PhD | ENERGETIKA I | EN1_M001 HŐCSERÉLŐK

10 KEVERŐ HŐCSERÉLŐK HŐTANI MODELLJE
FAZEKAS ANDRÁS ISTVÁN PhD | ENERGETIKA I | EN1_M001 HŐCSERÉLŐK

11 PÉLDA KEVERŐ HŐCSERÉLŐRE KEVERŐTARTÁLY
FAZEKAS ANDRÁS ISTVÁN PhD | ENERGETIKA I | EN1_M001 HŐCSERÉLŐK

12 PÉLDA KEVERŐ HŐCSERÉLŐRE KEVERŐ KONDENZÁTOR
FAZEKAS ANDRÁS ISTVÁN PhD | ENERGETIKA I | EN1_M001 HŐCSERÉLŐK

13 PÉLDA KEVERŐ HŐCSERÉLŐRE GÁZTALANÍTÓVAL EGYBEÉPÍTETT VÍZFILMES KEVERŐKONDENZÁTOR
FAZEKAS ANDRÁS ISTVÁN PhD | ENERGETIKA I | EN1_M001 HŐCSERÉLŐK

14 REGENERATÍV HŐCSERÉLŐK (REGENERÁTOROK) I.
A regeneratív hőcserélők periodikusan működő hőcserélő berendezések; bennük egy harmadik (hőtároló) anyagot felmelegítenek, és eközben a meleg közeg lehűl. Ezt követően a hőtároló anyagot a hideg közeggel hozzák termikus kapcsolatba, az lehűl, és a hideg közeget felmelegíti. FAZEKAS ANDRÁS ISTVÁN PhD | ENERGETIKA I | EN1_M001 HŐCSERÉLŐK

15 REGENERATÍV HŐCSERÉLŐK (REGENERÁTOROK) II.
A regenerátorokat főleg akkor használják, ha a hőcserével vagy nagyon magas, vagy a nagyon alacsony hőmérsékletet kell elérni (pl. a nagyolvasztók lég-előmelegítőjének, vagy a levegő-cseppfolyósító berendezések hőcserélőjeként). FAZEKAS ANDRÁS ISTVÁN PhD | ENERGETIKA I | EN1_M001 HŐCSERÉLŐK

16 REGENERATÍV HŐCSERÉLŐK (REGENERÁTOROK) III.
A regeneratív hőcserélők (legalább) két készülékből állnak, amelyekben − egymással ellentétes fázisban − a hőtároló töltet hőt vesz fel, ill. ad le, vagy a hőtároló anyag mozog úgy, hogy felváltva a hidegebb és a melegebb közeg által átáramlott készülék-részen haladjon át (pl. a Ljungström-léghevítőkben a hőtároló töltetet egy szegmensekre osztott forgó hengerben helyezik el úgy, hogy a henger egyik fele a meleg, a másik a hideg közeget vezető csatornán halad át). FAZEKAS ANDRÁS ISTVÁN PhD | ENERGETIKA I | EN1_M001 HŐCSERÉLŐK

17 PÉLDÁK REGENERATÍV HŐCSERÉLŐK KIALAKÍTÁSÁRA I.
FAZEKAS ANDRÁS ISTVÁN PhD | ENERGETIKA I | EN1_M001 HŐCSERÉLŐK

18 PÉLDÁK REGENERATÍV HŐCSERÉLŐK KIALAKÍTÁSÁRA II.
FAZEKAS ANDRÁS ISTVÁN PhD | ENERGETIKA I | EN1_M001 HŐCSERÉLŐK

19 PÉLDÁK REGENERATÍV HŐCSERÉLŐK KIALAKÍTÁSÁRA III.
FAZEKAS ANDRÁS ISTVÁN PhD | ENERGETIKA I | EN1_M001 HŐCSERÉLŐK

20 PÉLDÁK REGENERATÍV HŐCSERÉLŐK KIALAKÍTÁSÁRA IV.
FAZEKAS ANDRÁS ISTVÁN PhD | ENERGETIKA I | EN1_M001 HŐCSERÉLŐK

21 PÉLDÁK REGENERATÍV HŐCSERÉLŐK KIALAKÍTÁSÁRA V.
FAZEKAS ANDRÁS ISTVÁN PhD | ENERGETIKA I | EN1_M001 HŐCSERÉLŐK

22 REKUPERATÍV HŐCSERÉLŐK (REKUPERÁTOROK) I.
A rekuperatív hőcserélőkben a két közeget hőátvivő felület választja el egymástól. FAZEKAS ANDRÁS ISTVÁN PhD | ENERGETIKA I | EN1_M001 HŐCSERÉLŐK

23 REKUPERATÍV HŐCSERÉLŐK (REKUPERÁTOROK) II.
A rekuperatív hőcserélők csoportosítása a működés időbeli lefolyása alapján: • periodikusan működő rekuperatív hőcserélők: ilyenek az ún. autoklávok; ezek hőátvivő felülettel ellátott tartályok, amelyeket feltöltenek a melegítendő közeggel, azt felmelegítik, majd a készüléket leürítik; • folyamatosan működő rekuperátorok további csoportosítása a konstrukció és a közegek egymáshoz viszonyított áramlási iránya alapján történik. FAZEKAS ANDRÁS ISTVÁN PhD | ENERGETIKA I | EN1_M001 HŐCSERÉLŐK

24 REKUPERATÍV HŐCSERÉLŐK (REKUPERÁTOROK) III.
A folyamatosan működő rekuperátorok lehetnek egyenáramú ellenáramú keresztáramú spirális stb. hőcserélők. FAZEKAS ANDRÁS ISTVÁN PhD | ENERGETIKA I | EN1_M001 HŐCSERÉLŐK

25 HŐCSERÉLŐK OSZTÁLYOZÁSA A FAJLAGOS FELÜLETNAGYSÁG ALAPJÁN
Kompakt hőcserélők: A/V > 700 m2/m3 Normál hőcserélők: A/V ≤ 700 m2/m3 Összehasonlításképpen: Autó hőcserélő: m2/m3 Emberi tüdő: m2/m3 FAZEKAS ANDRÁS ISTVÁN PhD | ENERGETIKA I | EN1_M001 HŐCSERÉLŐK

26 PÉLDÁK REKUPERATÍV HŐCSERÉLŐK KIALAKÍTÁSÁRA I. CSŐ A CSŐBEN HŐCSERÉLŐ
FAZEKAS ANDRÁS ISTVÁN PhD | ENERGETIKA I | EN1_M001 HŐCSERÉLŐK

27 PÉLDÁK REKUPERATÍV HŐCSERÉLŐK KIALAKÍTÁSÁRA II. CSŐ A CSŐBEN HŐCSERÉLŐ
FAZEKAS ANDRÁS ISTVÁN PhD | ENERGETIKA I | EN1_M001 HŐCSERÉLŐK

28 PÉLDÁK REKUPERATÍV HŐCSERÉLŐK KIALAKÍTÁSÁRA III
PÉLDÁK REKUPERATÍV HŐCSERÉLŐK KIALAKÍTÁSÁRA III. KÖPENYCSÖVES (SHELL TUBE) HŐCSERÉLŐ FAZEKAS ANDRÁS ISTVÁN PhD | ENERGETIKA I | EN1_M001 HŐCSERÉLŐK

29 PÉLDÁK REKUPERATÍV HŐCSERÉLŐK KIALAKÍTÁSÁRA IV
PÉLDÁK REKUPERATÍV HŐCSERÉLŐK KIALAKÍTÁSÁRA IV. KOMPAKT HŐCSERÉLŐ (AUTÓHŰTŐ) FAZEKAS ANDRÁS ISTVÁN PhD | ENERGETIKA I | EN1_M001 HŐCSERÉLŐK

30 PÉLDÁK REKUPERATÍV HŐCSERÉLŐK KIALAKÍTÁSÁRA V
PÉLDÁK REKUPERATÍV HŐCSERÉLŐK KIALAKÍTÁSÁRA V. RÖGZÍTETT CSŐKÖTEGES KÖPENYES HŐCSERÉLŐ FAZEKAS ANDRÁS ISTVÁN PhD | ENERGETIKA I | EN1_M001 HŐCSERÉLŐK

31 PÉLDÁK REKUPERATÍV HŐCSERÉLŐK KIALAKÍTÁSÁRA VI
PÉLDÁK REKUPERATÍV HŐCSERÉLŐK KIALAKÍTÁSÁRA VI. ÚSZÓFEJES CSŐKÖTEGES KÖPENYES HŐCSERÉLŐ FAZEKAS ANDRÁS ISTVÁN PhD | ENERGETIKA I | EN1_M001 HŐCSERÉLŐK

32 PÉLDÁK REKUPERATÍV HŐCSERÉLŐK KIALAKÍTÁSÁRA VII
PÉLDÁK REKUPERATÍV HŐCSERÉLŐK KIALAKÍTÁSÁRA VII. U-CSÖVES CSŐKÖTEGES KÖPENYES HŐCSERÉLŐ FAZEKAS ANDRÁS ISTVÁN PhD | ENERGETIKA I | EN1_M001 HŐCSERÉLŐK

33 PÉLDÁK REKUPERATÍV HŐCSERÉLŐK KIALAKÍTÁSÁRA VIII
PÉLDÁK REKUPERATÍV HŐCSERÉLŐK KIALAKÍTÁSÁRA VIII. RÖGZÍTETT CSŐKÖTEGES KÖPENYES HŐCSERÉLŐ FAZEKAS ANDRÁS ISTVÁN PhD | ENERGETIKA I | EN1_M001 HŐCSERÉLŐK

34 PÉLDÁK REKUPERATÍV HŐCSERÉLŐK KIALAKÍTÁSÁRA IX
PÉLDÁK REKUPERATÍV HŐCSERÉLŐK KIALAKÍTÁSÁRA IX. LEMEZES HŐCSERÉLŐ (DREW) FAZEKAS ANDRÁS ISTVÁN PhD | ENERGETIKA I | EN1_M001 HŐCSERÉLŐK

35 PÉLDÁK REKUPERATÍV HŐCSERÉLŐK KIALAKÍTÁSÁRA X. LEMEZES HŐCSERÉLŐ (DREW)
FAZEKAS ANDRÁS ISTVÁN PhD | ENERGETIKA I | EN1_M001 HŐCSERÉLŐK

36 PÉLDÁK REKUPERATÍV HŐCSERÉLŐK KIALAKÍTÁSÁRA XI. SPIRÁLIS HŐCSERÉLŐ
FAZEKAS ANDRÁS ISTVÁN PhD | ENERGETIKA I | EN1_M001 HŐCSERÉLŐK

37 HŐCSERÉLŐK | ALAPÖSSZEFÜGGÉSEK
FAZEKAS ANDRÁS ISTVÁN PhD | ENERGETIKA I | EN1_M001 HŐCSERÉLŐK

38 HŐCSERÉLŐK HŐTELJESÍTMÉNYEK
Az energiamegmaradás tétele alapján a felmelegedő közeg által felvett hő egyenlő a csökkenő hőmérsékletű közeg által leadott hővel, azaz: FAZEKAS ANDRÁS ISTVÁN PhD | ENERGETIKA I | EN1_M001 HŐCSERÉLŐK

39 HŐCSERÉLŐK HŐKAPACITÁS I.
A hőkapacitást definiáló összefüggés: FAZEKAS ANDRÁS ISTVÁN PhD | ENERGETIKA I | EN1_M001 HŐCSERÉLŐK

40 HŐCSERÉLŐK HŐKAPACITÁS II.
Ennek felhasználásával: FAZEKAS ANDRÁS ISTVÁN PhD | ENERGETIKA I | EN1_M001 HŐCSERÉLŐK

41 HŐMÉRSÉKLETLEFUTÁS EGYENÁRAMÚ HŐCSERÉLŐBEN
FAZEKAS ANDRÁS ISTVÁN PhD | ENERGETIKA I | EN1_M001 HŐCSERÉLŐK

42 A HŐCSERE JELLEMZŐ HŐMÉRSÉKLETEINEK ALAKULÁSA EGYENÁRAMÚ HŐCSERÉLŐ
FAZEKAS ANDRÁS ISTVÁN PhD | ENERGETIKA I | EN1_M001 HŐCSERÉLŐK

43 A HŐCSERÉLŐ KÖZEGEINEK A FELÜLET FÜGGVÉNYÉBEN TÖRTÉNŐ HŐMÉRSÉKLETVÁLTOZÁSÁT MEGADÓ ÖSSZEFÜGGÉS MEGHATÁROZÁSA EGYENÁRAMÚ HŐCSERÉLŐ I. A dA felület két oldalán az 1 illetve a 2 közegre a hőmérséklet-változások irányát is figyelembe véve az alábbi módon határozható meg a folyamatot leíró differenciálegyenlet: FAZEKAS ANDRÁS ISTVÁN PhD | ENERGETIKA I | EN1_M001 HŐCSERÉLŐK

44 Összeadva a két egyenletet az alábbi összefüggés adódik:
A HŐCSERÉLŐ KÖZEGEINEK A FELÜLET FÜGGVÉNYÉBEN TÖRTÉNŐ HŐMÉRSÉKLETVÁLTOZÁSÁT MEGADÓ ÖSSZEFÜGGÉS MEGHATÁROZÁSA EGYENÁRAMÚ HŐCSERÉLŐ II. Összeadva a két egyenletet az alábbi összefüggés adódik: FAZEKAS ANDRÁS ISTVÁN PhD | ENERGETIKA I | EN1_M001 HŐCSERÉLŐK

45 Bevezetve az alábbi jelöléseket:
A HŐCSERÉLŐ KÖZEGEINEK A FELÜLET FÜGGVÉNYÉBEN TÖRTÉNŐ HŐMÉRSÉKLETVÁLTOZÁSÁT MEGADÓ ÖSSZEFÜGGÉS MEGHATÁROZÁSA EGYENÁRAMÚ HŐCSERÉLŐ III. Bevezetve az alábbi jelöléseket: FAZEKAS ANDRÁS ISTVÁN PhD | ENERGETIKA I | EN1_M001 HŐCSERÉLŐK

46 A HŐCSERÉLŐ KÖZEGEINEK A FELÜLET FÜGGVÉNYÉBEN TÖRTÉNŐ HŐMÉRSÉKLETVÁLTOZÁSÁT MEGADÓ ÖSSZEFÜGGÉS MEGHATÁROZÁSA EGYENÁRAMÚ HŐCSERÉLŐ IV. Bevezetve az alábbi jelöléseket adódik a hőmérsékletlefutást megadó össefüggés: FAZEKAS ANDRÁS ISTVÁN PhD | ENERGETIKA I | EN1_M001 HŐCSERÉLŐK

47 HŐMÉRSÉKLETLEFUTÁS ELLENÁRAMÚ HŐCSERÉLŐBEN
FAZEKAS ANDRÁS ISTVÁN PhD | ENERGETIKA I | EN1_M001 HŐCSERÉLŐK

48 A HŐCSERE JELLEMZŐ HŐMÉRSÉKLETEINEK ALAKULÁSA ELLENÁRAMÚ HŐCSERÉLŐ
FAZEKAS ANDRÁS ISTVÁN PhD | ENERGETIKA I | EN1_M001 HŐCSERÉLŐK

49 A HŐCSERÉLŐ KÖZEGEINEK A FELÜLET FÜGGVÉNYÉBEN TÖRTÉNŐ HŐMÉRSÉKLETVÁLTOZÁSÁT MEGADÓ ÖSSZEFÜGGÉS MEGHATÁROZÁSA ELLENÁRAMÚ HŐCSERÉLŐ I. A dA felület két oldalán az 1 illetve a 2 közegre a hőmérséklet-változások irányát is figyelembe véve az alábbi módon határozható meg a folyamatot leíró differenciálegyenlet: FAZEKAS ANDRÁS ISTVÁN PhD | ENERGETIKA I | EN1_M001 HŐCSERÉLŐK

50 Kivonva a második egyenletet az elsőből az alábbi összefüggés adódik:
A HŐCSERÉLŐ KÖZEGEINEK A FELÜLET FÜGGVÉNYÉBEN TÖRTÉNŐ HŐMÉRSÉKLETVÁLTOZÁSÁT MEGADÓ ÖSSZEFÜGGÉS MEGHATÁROZÁSA ELLENÁRAMÚ HŐCSERÉLŐ II. Kivonva a második egyenletet az elsőből az alábbi összefüggés adódik: FAZEKAS ANDRÁS ISTVÁN PhD | ENERGETIKA I | EN1_M001 HŐCSERÉLŐK

51 Bevezetve az alábbi jelöléseket:
A HŐCSERÉLŐ KÖZEGEINEK A FELÜLET FÜGGVÉNYÉBEN TÖRTÉNŐ HŐMÉRSÉKLETVÁLTOZÁSÁT MEGADÓ ÖSSZEFÜGGÉS MEGHATÁROZÁSA ELLENÁRAMÚ HŐCSERÉLŐ III. Bevezetve az alábbi jelöléseket: FAZEKAS ANDRÁS ISTVÁN PhD | ENERGETIKA I | EN1_M001 HŐCSERÉLŐK

52 A HŐCSERÉLŐ KÖZEGEINEK A FELÜLET FÜGGVÉNYÉBEN TÖRTÉNŐ HŐMÉRSÉKLETVÁLTOZÁSÁT MEGADÓ ÖSSZEFÜGGÉS MEGHATÁROZÁSA ELLENÁRAMÚ HŐCSERÉLŐ IV. Bevezetve az alábbi jelöléseket adódik a hőmérsékletlefutást megadó össefüggés: FAZEKAS ANDRÁS ISTVÁN PhD | ENERGETIKA I | EN1_M001 HŐCSERÉLŐK

53 LOGARITMIKUS KÖZÉPHŐMÉRSÉKLET I.
Hőátvitel során a két közeg között a hőáram a felület mentén állandó közeghőmérsékletek esetén így számítható: FAZEKAS ANDRÁS ISTVÁN PhD | ENERGETIKA I | EN1_M001 HŐCSERÉLŐK

54 LOGARITMIKUS KÖZÉPHŐMÉRSÉKLET II.
Egyenáramú és ellenáramú hőcserélőben valamennyi hőmérséklet exponenciálisan változik a felület mentén. A két áramló közeg között tetszőleges A felületen a hőáram az alábbi összefüggés alapján határozható meg: FAZEKAS ANDRÁS ISTVÁN PhD | ENERGETIKA I | EN1_M001 HŐCSERÉLŐK

55 LOGARITMIKUS KÖZÉPHŐMÉRSÉKLET III.
Ebből: FAZEKAS ANDRÁS ISTVÁN PhD | ENERGETIKA I | EN1_M001 HŐCSERÉLŐK

56 LOGARITMIKUS KÖZÉPHŐMÉRSÉKLET IV.
Átalakítva az eredményt: FAZEKAS ANDRÁS ISTVÁN PhD | ENERGETIKA I | EN1_M001 HŐCSERÉLŐK

57 LOGARITMIKUS KÖZÉPHŐMÉRSÉKLET V.
A hőcserélő két végén mért közeghőmérséklet-különbségek logaritmikus közepével arányos a hőáram. Ezt a középértéket logaritmikus közepes hőmérséklet-különbségnek nevezik: FAZEKAS ANDRÁS ISTVÁN PhD | ENERGETIKA I | EN1_M001 HŐCSERÉLŐK

58 LOGARITMIKUS KÖZÉPHŐMÉRSÉKLET VI.
A hőcserélő hőteljesítménye: FAZEKAS ANDRÁS ISTVÁN PhD | ENERGETIKA I | EN1_M001 HŐCSERÉLŐK

59 LOGARITMIKUS KÖZÉPHŐMÉRSÉKLET VII.
Keresztáramú hőcserélők esetében az összefüggés az alábbiak szerint módosul: Az dimenziótlan korrekciós tényező a hőcsere közegei hőmérséklet-változásainak egymáshoz viszonyított arányaitól mint dimenziótlan paraméterektől függ. FAZEKAS ANDRÁS ISTVÁN PhD | ENERGETIKA I | EN1_M001 HŐCSERÉLŐK

60 LOGARITMIKUS KÖZÉPHŐMÉRSÉKLET VIII
LOGARITMIKUS KÖZÉPHŐMÉRSÉKLET VIII. KORREKCIÓS TÉNYEZŐ KERESZTÁRAMÚ HŐCSERÉLŐK ESETÉBEN FAZEKAS ANDRÁS ISTVÁN PhD | ENERGETIKA I | EN1_M001 HŐCSERÉLŐK

61 BOŠNJAKOVIĆ-FÉLE HATÁSOSSÁG
Bošnjaković-féle Φ tényező a kisebb hőkapacitás-áramú közeg hőmérséklet-változásának és a közegek belépéskori hőmérséklet-különbségének hányadosa: A Φ hőcserélő hatásosság 0 és 1 közötti értéket vehet fel, és azt mutatja, hogy az elvileg lehetséges hőcserének (hőmérséklet-változásnak) mekkora hányada valósul meg az adott feltételek és konstrukció esetében. FAZEKAS ANDRÁS ISTVÁN PhD | ENERGETIKA I | EN1_M001 HŐCSERÉLŐK

62 ÁTVITELI HÁNYADOS (NUMBER OF TRANSFER UNIT [NTU])
Az mennyiséget átviteli hányadosnak nevezik, és az angol „Number of Transfer Unit (átviteli egységek száma) elnevezés alapján NTU-val jelölik. FAZEKAS ANDRÁS ISTVÁN PhD | ENERGETIKA I | EN1_M001 HŐCSERÉLŐK

63 HŐKAPACITÁS-ÁRAM ARÁNY
Az mennyiséget hőkapacitás-áram aránynak nevezik. FAZEKAS ANDRÁS ISTVÁN PhD | ENERGETIKA I | EN1_M001 HŐCSERÉLŐK

64 ÖSSZEFÜGGÉS A BOŠNJAKOVIĆ-FÉLE HATÁSOSSÁG AZ NTU ÉS A HŐKAPACITÁS-ÁRAM ARÁNY KÖZÖTT I.
A Φ hatásosság – hőcserélő típustól és konstrukciótól függően más és más formában – két dimenziótlan változó, az NTU és a Rc függvénye. FAZEKAS ANDRÁS ISTVÁN PhD | ENERGETIKA I | EN1_M001 HŐCSERÉLŐK

65 ÖSSZEFÜGGÉS A BOŠNJAKOVIĆ-FÉLE HATÁSOSSÁG AZ NTU ÉS A HŐKAPACITÁS-ÁRAM ARÁNY KÖZÖTT I.
FAZEKAS ANDRÁS ISTVÁN PhD | ENERGETIKA I | EN1_M001 HŐCSERÉLŐK

66 HŐCSERÉLŐK ÖSSZEHASONLÍTÁSA I.
FAZEKAS ANDRÁS ISTVÁN PhD | ENERGETIKA I | EN1_M001 HŐCSERÉLŐK

67 HŐCSERÉLŐK ÖSSZEHASONLÍTÁSA II.
A különböző hőcsereformák közül az ellenáram esetében szükséges a legkisebb felület ahhoz, hogy egy adott %-át a belépő hőmérséklet-különbségnek a kisebb hőkapacitás-áramú közeg hőmérsékletének megváltozása elérje. FAZEKAS ANDRÁS ISTVÁN PhD | ENERGETIKA I | EN1_M001 HŐCSERÉLŐK

68 HŐCSERÉLŐK ÖSSZEHASONLÍTÁSA III.
Figyelembe véve, hogy a szerkezeti anyagok hőállósága véges, számos esetben az ellenáram során adódó magasabb falhőmérsékletet elviselő anyag beépítése drágább lehet, mint a nagyobb felületű egyenáramú berendezés. Egyenáramú hőcserélők esetében a felület áramlásirányú hőmérséklet-eloszlása kiegyenlítettebb, ami a szerkezeti anyagokban a hő okozta igénybevétel (hőfeszültség) alacsonyabb szintjét eredményezi. Ez jelentős előnye az egyenáramú hőcserélőknek. FAZEKAS ANDRÁS ISTVÁN PhD | ENERGETIKA I | EN1_M001 HŐCSERÉLŐK