Açıklamalı hesaplamalar

Soğutma ısı dengesi hesaplayıcı

Sıcak ve soğuk akışların ısı yüklerini karşılaştırın; debi, sıcaklık, birimler ve enerji dengesi kabullerini birlikte inceleyin.

Akıştan ısıya, adım adım

Tek bir akışın duyulur ısı hızını hesapla, denklemi tersine çöz veya iki ayrı akışın ısı hızlarını karşılaştır. Her sonuç, birimleri ve kullanılan kabulleriyle birlikte gösterilir.

Q̇ = ṁ × cp × ΔT ṁ = ρ × V̇

Girdiler ve akışkan kabulleri

Ne hesaplamak istiyorsun?

kg/s × kJ/(kg·K) × K = kW. Ondalık için nokta veya virgül kullan; binlik ayırıcı kullanma.

Akış

Debi değeri0 veya 10⁻⁹–10⁹; birimi yanında seç.

Debi birimiKütlesel ve hacimsel debiyi ayır.

Varsayılan yoğunluk ρ kg/m³10⁻⁶–100 000. Hacimsel debinin referans koşullarına uygun olmalı.

Varsayılan özgül ısı cp kJ/(kg·K)10⁻⁶–1 000. Hesap boyunca sabit kabul edilir.

Sıcaklık değişimi ΔT KTçıkış − Tgiriş. 0 veya mutlak değeri 10⁻⁹–10 000.

Tek akışta ΔT = Tçıkış − Tgiriş. Pozitif Q̇ akışın ısı kazanması, negatif Q̇ ısı kaybetmesidir. İki taraf karşılaştırmasında sıcak taraftan çıkarılan ve soğuk tarafa verilen ısı ayrı gösterilir.

4,18 kJ/(kg·K) ve 1 000 kg/m³, yalnızca eğitim örneği için atanmış sabit özelliklerdir. Deniz suyu, glikollü karışım veya her sıcaklık/basınç için geçerli değerler değildir. Akışkanına ve ölçüm koşullarına uygun cp ve ρ gir. Kütlesel debi girildiğinde ρ, yalnızca hacimsel debi karşılıklarında kullanılır.

Hesaplar sonlu sayısal aralıklarla sınırlıdır; her modun girdi sınırları farklıdır. Bir modda gösterilen uç değer, başka bir modda girdi olarak kabul edilmeyebilir. Ekran altı anlamlı basamağa yuvarlanır; CSV hesaplanan sayısal değerleri korur.

Hesap ve izlenebilir adımlar

Hesaplayıcı yükleniyor. JavaScript olmadan yöntem ve çözülmüş örnek aşağıda okunabilir.

Bu hesaplayıcı girdileri tarayıcında işler. CSV yalnızca düğmeye bastığında oluşturulur; hesaplayıcı veri göndermez veya saklamaz.

Bu model neyi hesaplar?

Sınırı bir akışın giriş ve çıkışı etrafına çiz. Kararlı, tek fazlı akış ve uygun sabit cp yaklaşımı altında ṁcpΔT, duyulur entalpi değişim hızını verir. Bunu ısı alışverişi olarak yorumlamak, şaft işi, kinetik/potansiyel enerji değişimi ve depolama gibi diğer terimlerin ihmal edilebilmesini gerektirir.

Bu araçta cp birimi kJ/(kg·K), kütlesel debi kg/s olduğu için sonuç doğrudan kW olur. 10 °C sıcaklık farkı 10 K farkına eşittir; bu eşitlik mutlak sıcaklıklar için geçerli değildir. Hacimsel debi önce m³/s birimine çevrilir, ardından uygun yoğunlukla çarpılır.

Isı hızı modunda Q̇ = ṁcpΔT; debi modunda ṁ = Q̇/(cpΔT); sıcaklık değişimi modunda ΔT = Q̇/(ṁcp) kullanılır. Ters çözümde sıfır payda ve uyumsuz işaretler açıkça ele alınır. Sayısal sınırlar fiziksel geçerlilik alanı değildir; bu araç akışkanın fazını veya basıncını belirlemez.

İki taraf modunda R = Q̇sıcaktan çıkarılan − Q̇soğuğa verilen hesaplanır. Depolama ve dışarıya ısı alışverişi ihmal edilebiliyorsa aynı sınır için iki ısı hızının yakın olması beklenir. Fakat R tek başına kaçağı, kirlenmeyi, sensör arızasını veya yeterli soğutma kapasitesini belirleyemez.

Rehberdeki örnekleri yeniden üret

Aşağıdaki kurmaca su akışlarında her iki cp = 4,18 kJ/(kg·K) ve gereken hacim dönüşümleri için ρ = 1 000 kg/m³ varsayılmıştır. Bunlar gemi ölçümü veya deniz suyu tasarım verisi değildir.

Açık kabuller, birimler ve sonuçlar
Durum	Hesap	Değer
Sıcak akış · 60 → 50 °C	2 × 4,18 × (60 − 50)	83,60 kW çıkarılan
Soğuk akış · 20 → 25 °C	4 × 4,18 × (25 − 20)	83,60 kW kazanılan
Soğuk çıkış 24,5 °C	4 × 4,18 × (24,5 − 20)	75,24 kW; artık 8,36 kW
Hacimsel debi · 36 m³/h	36/3 600 × 1 000 = 10 kg/s	10 × 4,18 × 5 = 209 kW

İlk iki satırda ısı hızı 83,6 kW ile eşleşir. Bu, kullanılan sayılarla bir enerji tutarlılığı kontrolüdür; eşanjör alanı, UA veya kirlenme durumu hesaplanmış değildir.
Yalnızca soğuk çıkış sıcaklığını 0,5 °C düşürmek ısı kazanımını 8,36 kW azaltır. Gösterilen göreli artık %10 olur; bundan %10 verim kaybı veya kaçak oranı çıkarılamaz.
83,6 kW taşınması ve 5 K artış hedeflenirse ṁ = 83,6/(4,18 × 5) = 4 kg/s olur. Aynı hedefte artış 4,5 K alınırsa debi yaklaşık 4,44444 kg/s gerekir. Bu cebirsel talep, pompanın bu debiyi sağlayacağını göstermez.

Sonucu sahaya taşımadan önce

Akışkan bileşimi, sıcaklık, basınç ve hacim ölçerin referans koşulları için uygun yoğunluk ve özgül ısı belirle. Sabit değerlerle aralık dışına genelleme yapma.
İki tarafın sıcaklık/debi okumaları aynı zaman aralığına ve doğru ölçüm konumlarına ait olmalı. Bypass, karışım ve yanlış sınır çizimi görünür bir dengesizlik oluşturabilir.
Artığı yorumlamadan önce ölçüm belirsizliği ve korelasyonu, zaman eşleşmesini, ısıl depolamayı ve dışarıya ısı kaybını değerlendir. Buradaki ±%10 tablosu bir belirsizlik analizi değildir.
Faz değişimi, kaynama, yoğuşma, geçici rejim, ayrıntılı entalpi/özellik hesabı, LMTD/ε-NTU, yüzey alanı, UA, basınç kaybı ve ekipman boyutlandırması kapsam dışıdır. Gerçek tesis için üretici verileri, onaylı prosedürler ve yetkin mühendislik değerlendirmesi gerekir.

Yöntem ve özellik kaynakları

DOE kaynağı arşivlenmiş eğitim el kitabıdır; güncel bir gemi tasarım onayı standardı değildir. IAPWS özelliklerin koşullara bağlılığını, NIST belirsizlik değerlendirmesini destekler. Bu araç bu kaynakların özellik bağıntılarını çalıştırmaz. Bağlantılar 8 Ekim 2026 tarihinde kontrol edildi.

Ayrıntılı rehber: Soğutma sisteminde ısı dengesi

Model 1.0.0

Yöntemi ve sınırlarını okuyun

İlgili proje: ShipExact

Tüm hesaplama araçları