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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1.Leicht

In einem Gegenstrom-Wärmeübertrager kühlt das heiße Fluid von 80 auf 45 °C ab, während sich das kalte Fluid von 15 auf 35 °C erwärmt. Bestimme die mittlere logarithmische Temperaturdifferenz ΔT_lm.

T_h: 80 → 45 °CT_c: 15 → 35 °C

ΔT_lm = K

2.Leicht

In einem Gegenstrom-Wärmeübertrager kühlt das heiße Fluid von 135 auf 30 °C ab, während sich das kalte Fluid von 15 auf 80 °C erwärmt. Bestimme die mittlere logarithmische Temperaturdifferenz ΔT_lm.

T_h: 135 → 30 °CT_c: 15 → 80 °C

ΔT_lm = K

3.Mittel

Ein Gegenstrom-Wärmeübertrager überträgt 440 kW. Das heiße Fluid kühlt von 90 auf 55 °C ab, und das kalte Fluid erwärmt sich von 25 auf 75 °C. Der Wärmedurchgangskoeffizient beträgt 800 W/(m²·K). Bestimme die nötige Wärmeübertragungsfläche A.

Q̇ = 440 kWU = 800 W/(m²·K)T_h: 90 → 55 °CT_c: 25 → 75 °C

A = m²

4.Mittel

Ein Gleichstrom-Wärmeübertrager überträgt 490 kW. Seine Wärmeübertragungsfläche beträgt 3 m². Das heiße Fluid kühlt von 135 auf 115 °C ab, das kalte Fluid erwärmt sich von 30 auf 60 °C. Bestimme den Wärmedurchgangskoeffizienten U.

Q̇ = 490 kWA = 3 m²T_h: 135 → 115 °CT_c: 30 → 60 °C

U = W/(m²·K)

5.Schwer

Heißes Öl (2 kg/s, c_p = 2,5 kJ/(kg·K)) kühlt in einem Gegenstrom-Wärmeübertrager von 145 auf 75 °C ab. Es erwärmt 2 kg/s Wasser (c_p = 4,18 kJ/(kg·K)), das mit 30 °C eintritt. Bestimme mit U = 1000 W/(m²·K) die nötige Wärmeübertragungsfläche A.

ṁ_h = 2 kg/sc_p,h = 2,5 kJ/(kg·K)T_h: 145 → 75 °Cṁ_c = 2 kg/sc_p,c = 4,18 kJ/(kg·K)T_c,in = 30 °CU = 1000 W/(m²·K)

A = m²

6.Schwer

Heißes Öl (2 kg/s, c_p = 2,3 kJ/(kg·K)) kühlt in einem Gegenstrom-Wärmeübertrager von 180 auf 55 °C ab. Es erwärmt 1 kg/s Wasser (c_p = 4,18 kJ/(kg·K)), das mit 30 °C eintritt. Bestimme mit U = 800 W/(m²·K) die nötige Wärmeübertragungsfläche A.

ṁ_h = 2 kg/sc_p,h = 2,3 kJ/(kg·K)T_h: 180 → 55 °Cṁ_c = 1 kg/sc_p,c = 4,18 kJ/(kg·K)T_c,in = 30 °CU = 800 W/(m²·K)

A = m²

Lösungsschlüssel

1. ΔT_lm = 36,99 K
2. ΔT_lm = 30,79 K
3. A = 25,42 m²
4. U = 2112 W/(m²·K)
5. A = 6,041 m²
6. A = 39,94 m²

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