Arbeitsblatt Wärmeübertrager (LMTD) mit Lösungen

Kostenloses Arbeitsblatt Wärmeübertrager (LMTD) zum Ausdrucken: 6 Aufgaben von leicht bis Prüfungsniveau, mit Lösungsschlüssel. Drucke es aus oder speichere es als PDF.

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Name: ____________________ Datum: ____________

1.Leicht

In einem Gegenstrom-Wärmeübertrager kühlt das heiße Fluid von 85 auf 65 °C ab, während sich das kalte Fluid von 15 auf 75 °C erwärmt. Bestimme die mittlere logarithmische Temperaturdifferenz ΔT_lm.

T_h: 85 → 65 °CT_c: 15 → 75 °C

ΔT_lm = K

2.Leicht

In einem Gegenstrom-Wärmeübertrager kühlt das heiße Fluid von 180 auf 60 °C ab, während sich das kalte Fluid von 10 auf 35 °C erwärmt. Bestimme die mittlere logarithmische Temperaturdifferenz ΔT_lm.

T_h: 180 → 60 °CT_c: 10 → 35 °C

ΔT_lm = K

3.Mittel

Ein Gegenstrom-Wärmeübertrager überträgt 100 kW. Das heiße Fluid kühlt von 100 auf 60 °C ab, und das kalte Fluid erwärmt sich von 15 auf 50 °C. Der Wärmedurchgangskoeffizient beträgt 800 W/(m²·K). Bestimme die nötige Wärmeübertragungsfläche A.

Q̇ = 100 kWU = 800 W/(m²·K)T_h: 100 → 60 °CT_c: 15 → 50 °C

A = m²

4.Mittel

Ein Gegenstrom-Wärmeübertrager überträgt 440 kW. Das heiße Fluid kühlt von 140 auf 100 °C ab, und das kalte Fluid erwärmt sich von 15 auf 80 °C. Der Wärmedurchgangskoeffizient beträgt 1000 W/(m²·K). Bestimme die nötige Wärmeübertragungsfläche A.

Q̇ = 440 kWU = 1000 W/(m²·K)T_h: 140 → 100 °CT_c: 15 → 80 °C

A = m²

5.Schwer

Heißes Öl (1,5 kg/s, c_p = 2,3 kJ/(kg·K)) kühlt in einem Gegenstrom-Wärmeübertrager von 120 auf 75 °C ab. Es erwärmt 1 kg/s Wasser (c_p = 4,18 kJ/(kg·K)), das mit 10 °C eintritt. Bestimme mit U = 1500 W/(m²·K) die nötige Wärmeübertragungsfläche A.

ṁ_h = 1,5 kg/sc_p,h = 2,3 kJ/(kg·K)T_h: 120 → 75 °Cṁ_c = 1 kg/sc_p,c = 4,18 kJ/(kg·K)T_c,in = 10 °CU = 1500 W/(m²·K)

A = m²

6.Schwer

Heißes Öl (0,5 kg/s, c_p = 2,1 kJ/(kg·K)) kühlt in einem Gegenstrom-Wärmeübertrager von 170 auf 125 °C ab. Es erwärmt 1 kg/s Wasser (c_p = 4,18 kJ/(kg·K)), das mit 15 °C eintritt. Bestimme mit U = 300 W/(m²·K) die nötige Wärmeübertragungsfläche A.

ṁ_h = 0,5 kg/sc_p,h = 2,1 kJ/(kg·K)T_h: 170 → 125 °Cṁ_c = 1 kg/sc_p,c = 4,18 kJ/(kg·K)T_c,in = 15 °CU = 300 W/(m²·K)

A = m²

Lösungsschlüssel

1. ΔT_lm = 24,85 K
2. ΔT_lm = 89,23 K
3. A = 2,634 m²
4. A = 6,13 m²
5. A = 1,503 m²
6. A = 1,249 m²

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