默认值(T_h_in=150°C、T_h_out=90°C、T_c_in=25°C、T_c_out=80°C)时,逆流 LMTD ≈ 67.5 K、并流 LMTD ≈ 45.5 K、逆流/并流比 ≈ 1.48。当物理一致性(T_h_in > T_h_out > T_c_in、T_c_out > T_c_in、并流时 T_h_out > T_c_out)被破坏时,LMTD 显示为"—"或"invalid"。
上半部分=逆流(counter-flow):高温流体左→右、冷流体右→左流动/下半部分=并流(parallel-flow):两流体左→右同向流动/红色=高温流体/蓝色=低温流体/绿色虚线=两端温度差 ΔT_1、ΔT_2
横轴=两端温度差比 ΔT_2/ΔT_1(0.05~1.0)/纵轴=LMTD/ΔT_1(无量纲)/青色曲线=LMTD 函数 (1−r)/ln(1/r)/黄色圆点=当前逆流配置/橙色圆点=当前并流配置/逆流通常 r 接近 1(两端 ΔT 相近),位于曲线的高值区域
对数平均温度差(Log Mean Temperature Difference,LMTD)是热交换器沿长度方向变化的温度差的代表值,由两端温度差 $\Delta T_1, \Delta T_2$ 定义:
$$\mathrm{LMTD} = \frac{\Delta T_1 - \Delta T_2}{\ln(\Delta T_1/\Delta T_2)}$$逆流(counter-flow)和并流(parallel-flow)的两端温度差取法不同:
$$\Delta T_1^{\text{co}} = T_{h,\text{in}} - T_{c,\text{out}},\quad \Delta T_2^{\text{co}} = T_{h,\text{out}} - T_{c,\text{in}}$$ $$\Delta T_1^{\text{pa}} = T_{h,\text{in}} - T_{c,\text{in}},\quad \Delta T_2^{\text{pa}} = T_{h,\text{out}} - T_{c,\text{out}}$$沿传热面积方向积分的总体热交换量 $Q$ 以 LMTD 作为驱动力:
$$Q = U\,A\,\mathrm{LMTD}$$$U$ 为总体传热系数 (W/m²K),$A$ 为传热面积 (m²)。当 $\Delta T_1 = \Delta T_2$ 的特殊点时,采用极限值 $\mathrm{LMTD} = \Delta T_1$。