Arbeitsblatt Wärmeübertrager (LMTD) mit Lösungen

In einem Gegenstrom-Wärmeübertrager kühlt das heiße Fluid von 125 auf 95 °C ab, während sich das kalte Fluid von 20 auf 115 °C erwärmt. Bestimme die mittlere logarithmische Temperaturdifferenz ΔT_lm.

Ein Gegenstrom-Wärmeübertrager hat eine Wärmeübertragungsfläche von 1 m² und einen Wärmedurchgangskoeffizienten von 1500 W/(m²·K). Das heiße Fluid kühlt von 165 auf 135 °C ab, das kalte Fluid erwärmt sich von 10 auf 20 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇.

Ein Gleichstrom-Wärmeübertrager überträgt 260 kW. Das heiße Fluid kühlt von 125 auf 100 °C ab, und das kalte Fluid erwärmt sich von 25 auf 90 °C. Der Wärmedurchgangskoeffizient beträgt 1500 W/(m²·K). Bestimme die nötige Wärmeübertragungsfläche A.

Ein Gleichstrom-Wärmeübertrager überträgt 440 kW. Das heiße Fluid kühlt von 150 auf 130 °C ab, und das kalte Fluid erwärmt sich von 30 auf 125 °C. Der Wärmedurchgangskoeffizient beträgt 800 W/(m²·K). Bestimme die nötige Wärmeübertragungsfläche A.

Heißes Öl (1,5 kg/s, c_p = 2,3 kJ/(kg·K)) kühlt in einem Gegenstrom-Wärmeübertrager von 130 auf 50 °C ab. Es erwärmt 1,5 kg/s Wasser (c_p = 4,18 kJ/(kg·K)), das mit 15 °C eintritt. Bestimme mit U = 200 W/(m²·K) die nötige Wärmeübertragungsfläche A.

In einem Doppelrohr-Wärmeübertrager im Gegenstrom strömt heißes Öl (0,5 kg/s, c_p = 2,1 kJ/(kg·K)) im Innenrohr und kühlt von 110 auf 60 °C ab. Wasser (0,8 kg/s, c_p = 4,18 kJ/(kg·K)) tritt im Ringspalt mit 10 °C ein. Das Innenrohr hat 20 mm Durchmesser, und U = 500 W/(m²·K) ist auf diesen Durchmesser bezogen. Bestimme die nötige Rohrlänge L.