Arbeitsblatt Wärmeübertrager (LMTD) mit Lösungen

In einem Gleichstrom-Wärmeübertrager kühlt das heiße Fluid von 140 auf 115 °C ab, während sich das kalte Fluid von 30 auf 85 °C erwärmt. Bestimme die mittlere logarithmische Temperaturdifferenz ΔT_lm.

In einem Gleichstrom-Wärmeübertrager kühlt das heiße Fluid von 105 auf 80 °C ab, während sich das kalte Fluid von 20 auf 60 °C erwärmt. Bestimme die mittlere logarithmische Temperaturdifferenz ΔT_lm.

In einem Kondensator kondensiert Dampf bei konstant 105 °C an der Außenseite der Rohre. Kühlwasser (5 kg/s, c_p = 4,18 kJ/(kg·K)) strömt durch die Rohre und erwärmt sich von 15 auf 50 °C. Der Wärmedurchgangskoeffizient beträgt 1500 W/(m²·K). Bestimme die nötige Wärmeübertragungsfläche A.

Ein Gegenstrom-Wärmeübertrager überträgt 370 kW. Das heiße Fluid kühlt von 100 auf 60 °C ab, und das kalte Fluid erwärmt sich von 10 auf 65 °C. Der Wärmedurchgangskoeffizient beträgt 300 W/(m²·K). Bestimme die nötige Wärmeübertragungsfläche A.

Heißes Öl (0,5 kg/s, c_p = 2,5 kJ/(kg·K)) kühlt in einem Gegenstrom-Wärmeübertrager von 110 auf 60 °C ab. Es erwärmt 1 kg/s Wasser (c_p = 4,18 kJ/(kg·K)), das mit 25 °C eintritt. Bestimme mit U = 500 W/(m²·K) die nötige Wärmeübertragungsfläche A.

In einem Doppelrohr-Wärmeübertrager im Gegenstrom strömt heißes Öl (0,3 kg/s, c_p = 2,3 kJ/(kg·K)) im Innenrohr und kühlt von 105 auf 65 °C ab. Wasser (1 kg/s, c_p = 4,18 kJ/(kg·K)) tritt im Ringspalt mit 15 °C ein. Das Innenrohr hat 40 mm Durchmesser, und U = 400 W/(m²·K) ist auf diesen Durchmesser bezogen. Bestimme die nötige Rohrlänge L.