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
LängeT95 °C50 °C70 °C30 °CΔT₁ΔT₂Gegenstrom

Ein Gegenstrom-Wärmeübertrager hat eine Wärmeübertragungsfläche von 2,5 m² und einen Wärmedurchgangskoeffizienten von 300 W/(m²·K). Das heiße Fluid kühlt von 95 auf 50 °C ab, das kalte Fluid erwärmt sich von 30 auf 70 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇.

A = 2,5 m²U = 300 W/(m²·K)Th: 95 → 50 °CTc: 30 → 70 °C
Q̇ = kW
2.Leicht
LängeT95 °C80 °C80 °C10 °CΔT₁ΔT₂Gegenstrom

Ein Gegenstrom-Wärmeübertrager hat eine Wärmeübertragungsfläche von 5 m² und einen Wärmedurchgangskoeffizienten von 500 W/(m²·K). Das heiße Fluid kühlt von 95 auf 80 °C ab, das kalte Fluid erwärmt sich von 10 auf 80 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇.

A = 5 m²U = 500 W/(m²·K)Th: 95 → 80 °CTc: 10 → 80 °C
Q̇ = kW
3.Mittel
LängeT135 °C95 °C125 °C20 °CΔT₁ΔT₂Gegenstrom

Ein Gegenstrom-Wärmeübertrager überträgt 160 kW. Das heiße Fluid kühlt von 135 auf 95 °C ab, und das kalte Fluid erwärmt sich von 20 auf 125 °C. Der Wärmedurchgangskoeffizient beträgt 200 W/(m²·K). Bestimme die nötige Wärmeübertragungsfläche A.

Q̇ = 160 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 135 → 95 °CTc: 20 → 125 °C
A = m²
4.Mittel
LängeT180 °C60 °C55 °C10 °CΔT₁ΔT₂Gegenstrom

Ein Gegenstrom-Wärmeübertrager überträgt 160 kW. Das heiße Fluid kühlt von 180 auf 60 °C ab, und das kalte Fluid erwärmt sich von 10 auf 55 °C. Der Wärmedurchgangskoeffizient beträgt 300 W/(m²·K). Bestimme die nötige Wärmeübertragungsfläche A.

Q̇ = 160 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 180 → 60 °CTc: 10 → 55 °C
A = m²
5.Schwer
LängeT140 °C85 °C51,45 °C10 °CΔT₁ΔT₂Gegenstrom

Heißes Öl (1,5 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) kühlt in einem Gegenstrom-Wärmeübertrager von 140 auf 85 °C ab. Es erwärmt 1 kg/s Wasser (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), das mit 10 °C eintritt. Bestimme mit U = 200 W/(m²·K) die nötige Wärmeübertragungsfläche A.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 140 → 85 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 200 W/(m²·K)
A = m²
6.Schwer
LängeT90 °C50 °C48,92 °C25 °CΔT₁ΔT₂Gegenstrom

Heißes Öl (1,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) kühlt in einem Gegenstrom-Wärmeübertrager von 90 auf 50 °C ab. Es erwärmt 1,5 kg/s Wasser (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), das mit 25 °C eintritt. Bestimme mit U = 500 W/(m²·K) die nötige Wärmeübertragungsfläche A.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 90 → 50 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²

Lösungsschlüssel

  1. 1. Q̇ = 16,81 kW
  2. 2. Q̇ = 89,26 kW
  3. 3. A = 24,8 m²
  4. 4. A = 6,516 m²
  5. 5. A = 10,62 m²
  6. 6. A = 9,266 m²

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