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
LängeT80 °C35 °C55 °C20 °CΔT₁ΔT₂Gegenstrom

In einem Gegenstrom-Wärmeübertrager kühlt das heiße Fluid von 80 auf 35 °C ab, während sich das kalte Fluid von 20 auf 55 °C erwärmt. Bestimme die mittlere logarithmische Temperaturdifferenz ΔTlm.

Th: 80 → 35 °CTc: 20 → 55 °C
ΔTlm = K
2.Leicht
LängeT110 °C60 °C45 °C25 °CΔT₁ΔT₂Gegenstrom

Ein Gegenstrom-Wärmeübertrager hat eine Wärmeübertragungsfläche von 1,5 m² und einen Wärmedurchgangskoeffizienten von 1500 W/(m²·K). Das heiße Fluid kühlt von 110 auf 60 °C ab, das kalte Fluid erwärmt sich von 25 auf 45 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇.

A = 1,5 m²U = 1500 W/(m²·K)Th: 110 → 60 °CTc: 25 → 45 °C
Q̇ = kW
3.Mittel
LängeT180 °C70 °C170 °C15 °CΔT₁ΔT₂Gegenstrom

Ein Gegenstrom-Wärmeübertrager überträgt 500 kW. Das heiße Fluid kühlt von 180 auf 70 °C ab, und das kalte Fluid erwärmt sich von 15 auf 170 °C. Der Wärmedurchgangskoeffizient beträgt 200 W/(m²·K). Bestimme die nötige Wärmeübertragungsfläche A.

Q̇ = 500 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 180 → 70 °CTc: 15 → 170 °C
A = m²
4.Mittel
LängeT150 °C110 °C80 °C30 °CΔT₁ΔT₂Gegenstrom

Ein Gegenstrom-Wärmeübertrager überträgt 290 kW. Das heiße Fluid kühlt von 150 auf 110 °C ab, und das kalte Fluid erwärmt sich von 30 auf 80 °C. Der Wärmedurchgangskoeffizient beträgt 1500 W/(m²·K). Bestimme die nötige Wärmeübertragungsfläche A.

Q̇ = 290 kWU = 1500 W/(m²·K)Th: 150 → 110 °CTc: 30 → 80 °C
A = m²
5.Schwer
LängeT175 °C70 °C51,38 °C25 °CΔT₁ΔT₂Gegenstrom

Heißes Öl (1 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) kühlt in einem Gegenstrom-Wärmeübertrager von 175 auf 70 °C ab. Es erwärmt 2 kg/s Wasser (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), das mit 25 °C eintritt. Bestimme mit U = 1000 W/(m²·K) die nötige Wärmeübertragungsfläche A.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 175 → 70 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²
6.Schwer
LängeT175 °C115 °C81,77 °C10 °CΔT₁ΔT₂Gegenstrom

Heißes Öl (2 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) kühlt in einem Gegenstrom-Wärmeübertrager von 175 auf 115 °C ab. Es erwärmt 1 kg/s Wasser (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), das mit 10 °C eintritt. Bestimme mit U = 1500 W/(m²·K) die nötige Wärmeübertragungsfläche A.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 175 → 115 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²

Lösungsschlüssel

  1. 1. ΔTlm = 19,58 K
  2. 2. Q̇ = 109 kW
  3. 3. A = 94,71 m²
  4. 4. A = 2,582 m²
  5. 5. A = 2,834 m²
  6. 6. A = 2,02 m²

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