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 55 °C ab, während sich das kalte Fluid von 30 auf 40 °C erwärmt. Bestimme die mittlere logarithmische Temperaturdifferenz ΔT_lm.

T_h: 80 → 55 °CT_c: 30 → 40 °C

ΔT_lm = K

2.Leicht

In einem Gegenstrom-Wärmeübertrager kühlt das heiße Fluid von 150 auf 90 °C ab, während sich das kalte Fluid von 15 auf 80 °C erwärmt. Bestimme die mittlere logarithmische Temperaturdifferenz ΔT_lm.

T_h: 150 → 90 °CT_c: 15 → 80 °C

ΔT_lm = K

3.Mittel

Ein Gleichstrom-Wärmeübertrager überträgt 90 kW. Das heiße Fluid kühlt von 110 auf 95 °C ab, und das kalte Fluid erwärmt sich von 30 auf 75 °C. Der Wärmedurchgangskoeffizient beträgt 300 W/(m²·K). Bestimme die nötige Wärmeübertragungsfläche A.

Q̇ = 90 kWU = 300 W/(m²·K)T_h: 110 → 95 °CT_c: 30 → 75 °C

A = m²

4.Mittel

Ein Gegenstrom-Wärmeübertrager überträgt 190 kW. Seine Wärmeübertragungsfläche beträgt 2,5 m². Das heiße Fluid kühlt von 150 auf 120 °C ab, das kalte Fluid erwärmt sich von 20 auf 35 °C. Bestimme den Wärmedurchgangskoeffizienten U.

Q̇ = 190 kWA = 2,5 m²T_h: 150 → 120 °CT_c: 20 → 35 °C

U = W/(m²·K)

5.Schwer

Heißes Öl (1,5 kg/s, c_p = 2,1 kJ/(kg·K)) kühlt in einem Gegenstrom-Wärmeübertrager von 85 auf 60 °C ab. Es erwärmt 1 kg/s Wasser (c_p = 4,18 kJ/(kg·K)), das mit 30 °C eintritt. Bestimme mit U = 500 W/(m²·K) die nötige Wärmeübertragungsfläche A.

ṁ_h = 1,5 kg/sc_p,h = 2,1 kJ/(kg·K)T_h: 85 → 60 °Cṁ_c = 1 kg/sc_p,c = 4,18 kJ/(kg·K)T_c,in = 30 °CU = 500 W/(m²·K)

A = m²

6.Schwer

Heißes Öl (1,5 kg/s, c_p = 2,3 kJ/(kg·K)) kühlt in einem Gegenstrom-Wärmeübertrager von 90 auf 70 °C ab. Es erwärmt 3 kg/s Wasser (c_p = 4,18 kJ/(kg·K)), das mit 25 °C eintritt. Bestimme mit U = 500 W/(m²·K) die nötige Wärmeübertragungsfläche A.

ṁ_h = 1,5 kg/sc_p,h = 2,3 kJ/(kg·K)T_h: 90 → 70 °Cṁ_c = 3 kg/sc_p,c = 4,18 kJ/(kg·K)T_c,in = 25 °CU = 500 W/(m²·K)

A = m²

Lösungsschlüssel

1. ΔT_lm = 31,91 K
2. ΔT_lm = 72,47 K
3. A = 6,931 m²
4. U = 708,1 W/(m²·K)
5. A = 4,775 m²
6. A = 2,658 m²

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