Arbeitsblatt Wärmeübertrager (LMTD) mit Lösungen

In einem Wärmeübertrager werden 1 kg/s Glykolgemisch (c_p = 3,6 kJ/(kg·K)) von 75 auf 35 °C abgekühlt. Bestimme den Wärmestrom Q̇.

In einem Gegenstrom-Wärmeübertrager kühlt das heiße Fluid von 150 auf 135 °C ab, während sich das kalte Fluid von 25 auf 95 °C erwärmt. Bestimme die mittlere logarithmische Temperaturdifferenz ΔT_lm.

In einem Kondensator kondensiert Dampf bei konstant 110 °C an der Außenseite der Rohre. Kühlwasser (3 kg/s, c_p = 4,18 kJ/(kg·K)) strömt durch die Rohre und erwärmt sich von 30 auf 70 °C. Der Wärmedurchgangskoeffizient beträgt 2500 W/(m²·K). Bestimme die nötige Wärmeübertragungsfläche A.

Ein Gegenstrom-Wärmeübertrager überträgt 150 kW. Das heiße Fluid kühlt von 150 auf 120 °C ab, und das kalte Fluid erwärmt sich von 30 auf 110 °C. Der Wärmedurchgangskoeffizient beträgt 300 W/(m²·K). Bestimme die nötige Wärmeübertragungsfläche A.

In einem Doppelrohr-Wärmeübertrager im Gegenstrom strömt heißes Öl (0,2 kg/s, c_p = 2,1 kJ/(kg·K)) im Innenrohr und kühlt von 115 auf 75 °C ab. Wasser (0,2 kg/s, c_p = 4,18 kJ/(kg·K)) tritt im Ringspalt mit 25 °C ein. Das Innenrohr hat 25 mm Durchmesser, und U = 300 W/(m²·K) ist auf diesen Durchmesser bezogen. Bestimme die nötige Rohrlänge L.

In einem Doppelrohr-Wärmeübertrager im Gegenstrom strömt heißes Öl (0,8 kg/s, c_p = 2,1 kJ/(kg·K)) im Innenrohr und kühlt von 115 auf 85 °C ab. Wasser (0,3 kg/s, c_p = 4,18 kJ/(kg·K)) tritt im Ringspalt mit 10 °C ein. Das Innenrohr hat 20 mm Durchmesser, und U = 200 W/(m²·K) ist auf diesen Durchmesser bezogen. Bestimme die nötige Rohrlänge L.