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1 | LMTD Heat-Exchanger Sizing Calculator | |||||||||||||||||||||||||
2 | chemenggcalc.com — enter values in the yellow cells; results update automatically | |||||||||||||||||||||||||
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4 | INPUTS — Stream Temperatures & Arrangement | Typical U values (W/m²·K) | ||||||||||||||||||||||||
5 | Parameter | Value | Unit | Notes | Service | U range | ||||||||||||||||||||
6 | Hot inlet, Tₕ,in | 90.0 | °C | Water – water | 800–1500 | |||||||||||||||||||||
7 | Hot outlet, Tₕ,out | 50.0 | °C | Steam – water | 1500–4000 | |||||||||||||||||||||
8 | Cold inlet, Tᴄ,in | 20.0 | °C | Water – light organics | 350–900 | |||||||||||||||||||||
9 | Cold outlet, Tᴄ,out | 40.0 | °C | Water – heavy organics | 60–300 | |||||||||||||||||||||
10 | Flow arrangement | Counter-current | – | Choose from dropdown | Gas – water | 20–300 | ||||||||||||||||||||
11 | Gas – gas | 10–50 | ||||||||||||||||||||||||
12 | INPUTS — Duty & Heat Transfer | Condenser (steam) | 1500–4000 | |||||||||||||||||||||||
13 | Parameter | Value | Unit | Notes | Condenser (organics) | 300–1200 | ||||||||||||||||||||
14 | Hot stream mass flow, ṁ | 5.00 | kg/s | Used if direct duty = 0 | Reboiler (steam heated) | 900–1700 | ||||||||||||||||||||
15 | Hot stream Cp | 4.180 | kJ/kg·K | Water ≈ 4.18 | Air cooler (water) | 300–450 | ||||||||||||||||||||
16 | Direct duty, Q (optional) | 0.0 | kW | Enter to override stream duty | ||||||||||||||||||||||
17 | Overall coefficient, U | 850 | W/m²·K | See reference table → | ||||||||||||||||||||||
18 | LMTD correction factor, F | 1.00 | – | 1.0 pure counter-current; <1 multi-pass | ||||||||||||||||||||||
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20 | RESULTS | |||||||||||||||||||||||||
21 | Parameter | Value | Unit | Formula | ||||||||||||||||||||||
22 | ΔT₁ (hot end) | 50.00 | K | counter: Tₕ,in−Tᴄ,out | co: Tₕ,in−Tᴄ,in | ||||||||||||||||||||||
23 | ΔT₂ (cold end) | 30.00 | K | counter: Tₕ,out−Tᴄ,in | co: Tₕ,out−Tᴄ,out | ||||||||||||||||||||||
24 | Input check | OK | – | ΔT must be positive at both ends | ||||||||||||||||||||||
25 | LMTD | 39.15 | K | (ΔT₁−ΔT₂)/ln(ΔT₁/ΔT₂) | ||||||||||||||||||||||
26 | Heat duty, Q | 836.0 | kW | direct entry, else ṁ Cp ΔTₕ | ||||||||||||||||||||||
27 | Corrected mean ΔT, F×LMTD | 39.15 | K | F × LMTD | ||||||||||||||||||||||
28 | Required area, A | 25.12 | m² | Q / (U · F · LMTD) | ||||||||||||||||||||||
29 | Cold stream duty check, ṁCp | 41.80 | kW/K | implied ṁCp of cold stream | ||||||||||||||||||||||
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31 | Notes & Assumptions | |||||||||||||||||||||||||
32 | • Steady state, constant Cp, negligible heat losses. If either stream changes phase, enter the duty directly (latent heat) instead of ṁCpΔT. | |||||||||||||||||||||||||
33 | • F = 1 for pure counter-current or when one stream is isothermal (condensing/boiling). For 1-2 shell-and-tube, read F from TEMA charts using P and R; keep F ≥ 0.75. | |||||||||||||||||||||||||
34 | • If the sheet shows TEMPERATURE CROSS, the outlet temperatures are thermodynamically impossible for the chosen arrangement — co-current cannot cross; counter-current crossing needs multi-pass F correction or a different configuration. | |||||||||||||||||||||||||
35 | • The cold-stream ṁCp check lets you verify the cold-side flow implied by the energy balance is realistic. | |||||||||||||||||||||||||
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