Heißes Öl (1 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) kühlt in einem Gegenstrom-Wärmeübertrager von 170 auf 60 °C ab. Es erwärmt 2 kg/s Wasser (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), das mit 20 °C eintritt. An die Umgebung geht keine Wärme verloren. Bestimme die Austrittstemperatur des Wassers Tc,out.
Arbeitsblatt Wärmeübertrager (LMTD) mit Lösungen
In einem Gegenstrom-Wärmeübertrager kühlt das heiße Fluid von 90 auf 60 °C ab, während sich das kalte Fluid von 30 auf 65 °C erwärmt. Bestimme die mittlere logarithmische Temperaturdifferenz ΔTlm.
Ein Rohrbündel-Wärmeübertrager (ein Mantelgang, zwei Rohrgänge) soll 520 kW übertragen. Das heiße Fluid kühlt von 90 auf 70 °C ab, das kalte Fluid erwärmt sich von 30 auf 55 °C. Der LMTD-Korrekturfaktor für diese Anordnung ist F = 0,92, und U = 200 W/(m²·K). Bestimme die nötige Wärmeübertragungsfläche A.
In einem Kondensator kondensiert Dampf bei konstant 100 °C an der Außenseite der Rohre. Kühlwasser (1 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) strömt durch die Rohre und erwärmt sich von 25 auf 40 °C. Der Wärmedurchgangskoeffizient beträgt 2000 W/(m²·K). Bestimme die nötige Wärmeübertragungsfläche A.
In einem Gegenstrom-Wärmeübertrager haben beide Ströme denselben Wärmekapazitätsstrom, ṁ·cp = 2 kW/K. Der heiße Strom tritt mit 155 °C ein, der kalte mit 25 °C. Der Wärmeübertrager hat A = 4 m² und U = 500 W/(m²·K). Bestimme die Austrittstemperatur Th,out des heißen Stroms.
In einem Gegenstrom-Wärmeübertrager haben beide Ströme denselben Wärmekapazitätsstrom, ṁ·cp = 1,5 kW/K. Der heiße Strom tritt mit 95 °C ein, der kalte mit 10 °C. Der Wärmeübertrager hat A = 4 m² und U = 200 W/(m²·K). Bestimme die Austrittstemperatur Th,out des heißen Stroms.
Lösungsschlüssel
- 1. Tc,out = 47,63 °C
- 2. ΔTlm = 27,42 K
- 3. A = 75,47 m²
- 4. A = 0,4664 m²
- 5. Th,out = 90 °C
- 6. Th,out = 65,43 °C
Vollständige Schritt-für-Schritt-Lösungen: Übe dieses Thema auf examproblems.com.