Heißes Öl (1,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) kühlt in einem Gegenstrom-Wärmeübertrager von 110 auf 60 °C ab. Es erwärmt 1 kg/s Wasser (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), das mit 15 °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 125 auf 50 °C ab, während sich das kalte Fluid von 30 auf 100 °C erwärmt. Bestimme die mittlere logarithmische Temperaturdifferenz ΔTlm.
Ein Gegenstrom-Wärmeübertrager überträgt 330 kW. Seine Wärmeübertragungsfläche beträgt 15 m². Das heiße Fluid kühlt von 155 auf 135 °C ab, das kalte Fluid erwärmt sich von 30 auf 100 °C. Bestimme den Wärmedurchgangskoeffizienten U.
Ein Rohrbündel-Wärmeübertrager (ein Mantelgang, zwei Rohrgänge) soll 120 kW übertragen. Das heiße Fluid kühlt von 160 auf 40 °C ab, das kalte Fluid erwärmt sich von 20 auf 30 °C. Der LMTD-Korrekturfaktor für diese Anordnung ist F = 0,9, und U = 200 W/(m²·K). Bestimme die nötige Wärmeübertragungsfläche A.
Heißes Öl (1,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) kühlt in einem Gegenstrom-Wärmeübertrager von 180 auf 160 °C ab. Es erwärmt 0,5 kg/s Wasser (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), das mit 25 °C eintritt. Bestimme mit U = 200 W/(m²·K) die nötige Wärmeübertragungsfläche A.
Dampf kondensiert bei konstant 100 °C an der Außenseite der Rohre eines Kondensators mit 2 m² Wärmeübertragungsfläche und U = 2500 W/(m²·K). Kühlwasser (1 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) tritt mit 15 °C in die Rohre ein. Bestimme die Austrittstemperatur des Wassers Tc,out.
Lösungsschlüssel
- 1. Tc,out = 59,86 °C
- 2. ΔTlm = 22,41 K
- 3. U = 284,5 W/(m²·K)
- 4. A = 11,34 m²
- 5. A = 2,687 m²
- 6. Tc,out = 74,3 °C
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