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.

Neues ArbeitsblattOnline mit Tipps üben

Für Lehrkräfte: kostenlos ausdrucken, kopieren und im Unterricht verwenden. Jedes neue Arbeitsblatt hat neue Werte und einen eigenen Lösungsschlüssel. Über einen Link zu ExamProblems auf Ihrer Kursseite freuen wir uns.

Name: ____________________   Datum: ____________

1.Leicht
LängeT180 °C45 °C75 °C15 °CΔT₁ΔT₂Gegenstrom

In einem Gegenstrom-Wärmeübertrager kühlt das heiße Fluid von 180 auf 45 °C ab, während sich das kalte Fluid von 15 auf 75 °C erwärmt. Bestimme die mittlere logarithmische Temperaturdifferenz ΔTlm.

Th: 180 → 45 °CTc: 15 → 75 °C
ΔTlm = K
2.Leicht
LängeT155 °C70 °C40 °C20 °CΔT₁ΔT₂Gegenstrom

Ein Gegenstrom-Wärmeübertrager hat eine Wärmeübertragungsfläche von 10 m² und einen Wärmedurchgangskoeffizienten von 1000 W/(m²·K). Das heiße Fluid kühlt von 155 auf 70 °C ab, das kalte Fluid erwärmt sich von 20 auf 40 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇.

A = 10 m²U = 1000 W/(m²·K)Th: 155 → 70 °CTc: 20 → 40 °C
Q̇ = kW
3.Mittel
LängeT85 °C60 °C55 °C10 °CΔT₁ΔT₂Gegenstrom

Ein Gegenstrom-Wärmeübertrager überträgt 410 kW. Seine Wärmeübertragungsfläche beträgt 10 m². Das heiße Fluid kühlt von 85 auf 60 °C ab, das kalte Fluid erwärmt sich von 10 auf 55 °C. Bestimme den Wärmedurchgangskoeffizienten U.

Q̇ = 410 kWA = 10 m²Th: 85 → 60 °CTc: 10 → 55 °C
U = W/(m²·K)
4.Mittel
LängeT170 °C65 °C65 °C30 °CΔT₁ΔT₂Gegenstrom

Ein Gegenstrom-Wärmeübertrager überträgt 470 kW. Das heiße Fluid kühlt von 170 auf 65 °C ab, und das kalte Fluid erwärmt sich von 30 auf 65 °C. Der Wärmedurchgangskoeffizient beträgt 200 W/(m²·K). Bestimme die nötige Wärmeübertragungsfläche A.

Q̇ = 470 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 170 → 65 °CTc: 30 → 65 °C
A = m²
5.Schwer
LängeT80 °C60 °C38,92 °C15 °CΔT₁ΔT₂Gegenstrom

Heißes Öl (1 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) kühlt in einem Gegenstrom-Wärmeübertrager von 80 auf 60 °C ab. Es erwärmt 0,5 kg/s Wasser (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), das mit 15 °C eintritt. Bestimme mit U = 1000 W/(m²·K) die nötige Wärmeübertragungsfläche A.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 80 → 60 °Cṁc = 0,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²
6.Schwer
LängeT155 °C??10 °CΔT₁ΔT₂Gegenstrom

In einem Gegenstrom-Wärmeübertrager haben beide Ströme denselben Wärmekapazitätsstrom, ṁ·cp = 1 kW/K. Der heiße Strom tritt mit 155 °C ein, der kalte mit 10 °C. Der Wärmeübertrager hat A = 1 m² und U = 500 W/(m²·K). Bestimme die Austrittstemperatur Th,out des heißen Stroms.

Ch = Cc = 1 kW/KTh,in = 155 °CTc,in = 10 °CA = 1 m²U = 500 W/(m²·K)
Th,out = °C

Lösungsschlüssel

  1. 1. ΔTlm = 59,87 K
  2. 2. Q̇ = 780,4 kW
  3. 3. U = 1047 W/(m²·K)
  4. 4. A = 36,88 m²
  5. 5. A = 1,163 m²
  6. 6. Th,out = 106,7 °C

Vollständige Schritt-für-Schritt-Lösungen: Übe dieses Thema auf examproblems.com.