Arbeitsblatt Wärmeübertrager (LMTD) mit Lösungen

In einem Gegenstrom-Wärmeübertrager kühlt das heiße Fluid von 175 auf 140 °C ab, während sich das kalte Fluid von 15 auf 60 °C erwärmt. Bestimme die mittlere logarithmische Temperaturdifferenz ΔT_lm.

Ein Gegenstrom-Wärmeübertrager hat eine Wärmeübertragungsfläche von 8 m² und einen Wärmedurchgangskoeffizienten von 500 W/(m²·K). Das heiße Fluid kühlt von 90 auf 75 °C ab, das kalte Fluid erwärmt sich von 30 auf 50 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇.

In einem Kondensator kondensiert Dampf bei konstant 110 °C an der Außenseite der Rohre. Kühlwasser (4 kg/s, c_p = 4,18 kJ/(kg·K)) strömt durch die Rohre und erwärmt sich von 15 auf 75 °C. Der Wärmedurchgangskoeffizient beträgt 1000 W/(m²·K). Bestimme die nötige Wärmeübertragungsfläche A.

In einem Kondensator kondensiert Dampf bei konstant 100 °C an der Außenseite der Rohre. Kühlwasser (2 kg/s, c_p = 4,18 kJ/(kg·K)) strömt durch die Rohre und erwärmt sich von 10 auf 80 °C. Der Wärmedurchgangskoeffizient beträgt 2000 W/(m²·K). Bestimme die nötige Wärmeübertragungsfläche A.

In einem Doppelrohr-Wärmeübertrager im Gleichstrom strömt heißes Öl (0,3 kg/s, c_p = 2,1 kJ/(kg·K)) im Innenrohr und kühlt von 130 auf 65 °C ab. Wasser (1,5 kg/s, c_p = 4,18 kJ/(kg·K)) tritt im Ringspalt mit 15 °C ein. Das Innenrohr hat 50 mm Durchmesser, und U = 400 W/(m²·K) ist auf diesen Durchmesser bezogen. Bestimme die nötige Rohrlänge L.

In einem Doppelrohr-Wärmeübertrager im Gegenstrom strömt heißes Öl (0,5 kg/s, c_p = 2,3 kJ/(kg·K)) im Innenrohr und kühlt von 120 auf 50 °C ab. Wasser (0,8 kg/s, c_p = 4,18 kJ/(kg·K)) tritt im Ringspalt mit 20 °C ein. Das Innenrohr hat 40 mm Durchmesser, und U = 500 W/(m²·K) ist auf diesen Durchmesser bezogen. Bestimme die nötige Rohrlänge L.