Number of Transfer Units

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

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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 , Wärmekapazität c_p, Temperaturdifferenz ΔT) sowie die Formel für die Übertragungsfläche (mit: Wärmedurchgangskoeffizient k, Übertragungsfläche A, logarithmische Temperaturdifferenz ) notiert, die nach der Energieerhaltung beide gleich sein müssen:

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:

In der Literatur wird der Ausdruck auch als Wärmekapazitätsstrom 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