Arbeitsblatt Wärmeübertrager (LMTD) mit Lösungen

In einem Gegenstrom-Wärmeübertrager kühlt das heiße Fluid von 175 auf 40 °C ab, während sich das kalte Fluid von 25 auf 80 °C erwärmt. Bestimme die mittlere logarithmische Temperaturdifferenz ΔT_lm.

In einem Gleichstrom-Wärmeübertrager kühlt das heiße Fluid von 155 auf 120 °C ab, während sich das kalte Fluid von 25 auf 35 °C erwärmt. Bestimme die mittlere logarithmische Temperaturdifferenz ΔT_lm.

Ein Rohrbündel-Wärmeübertrager (ein Mantelgang, zwei Rohrgänge) soll 160 kW übertragen. Das heiße Fluid kühlt von 90 auf 70 °C ab, das kalte Fluid erwärmt sich von 15 auf 55 °C. Der LMTD-Korrekturfaktor für diese Anordnung ist F = 0,9, und U = 1000 W/(m²·K). Bestimme die nötige Wärmeübertragungsfläche A.

Ein Gegenstrom-Wärmeübertrager überträgt 120 kW. Das heiße Fluid kühlt von 110 auf 70 °C ab, und das kalte Fluid erwärmt sich von 25 auf 55 °C. Der Wärmedurchgangskoeffizient beträgt 300 W/(m²·K). Bestimme die nötige Wärmeübertragungsfläche A.

Heißes Öl (1,5 kg/s, c_p = 2,1 kJ/(kg·K)) kühlt in einem Gegenstrom-Wärmeübertrager von 100 auf 50 °C ab. Es erwärmt 3 kg/s Wasser (c_p = 4,18 kJ/(kg·K)), das mit 30 °C eintritt. Bestimme mit U = 500 W/(m²·K) die nötige Wärmeübertragungsfläche A.

In einem Doppelrohr-Wärmeübertrager im Gegenstrom strömt heißes Öl (0,2 kg/s, c_p = 2,3 kJ/(kg·K)) im Innenrohr und kühlt von 125 auf 90 °C ab. Wasser (0,3 kg/s, c_p = 4,18 kJ/(kg·K)) tritt im Ringspalt mit 10 °C ein. Das Innenrohr hat 25 mm Durchmesser, und U = 300 W/(m²·K) ist auf diesen Durchmesser bezogen. Bestimme die nötige Rohrlänge L.