Heißes Öl (0,5 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) kühlt in einem Gegenstrom-Wärmeübertrager von 165 auf 110 °C ab. Es erwärmt 1,5 kg/s Wasser (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), das mit 20 °C eintritt. An die Umgebung geht keine Wärme verloren. Bestimme die Austrittstemperatur des Wassers Tc,out.
Arbeitsblatt Wärmeübertrager (LMTD) mit Lösungen
Heißes Öl (1 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) kühlt in einem Gegenstrom-Wärmeübertrager von 100 auf 65 °C ab. Es erwärmt 3 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.
Ein Gegenstrom-Wärmeübertrager überträgt 490 kW. Das heiße Fluid kühlt von 170 auf 40 °C ab, und das kalte Fluid erwärmt sich von 25 auf 95 °C. Der Wärmedurchgangskoeffizient beträgt 1000 W/(m²·K). Bestimme die nötige Wärmeübertragungsfläche A.
Ein Rohrbündel-Wärmeübertrager (ein Mantelgang, zwei Rohrgänge) soll 430 kW übertragen. Das heiße Fluid kühlt von 90 auf 55 °C ab, das kalte Fluid erwärmt sich von 10 auf 50 °C. Der LMTD-Korrekturfaktor für diese Anordnung ist F = 0,92, und U = 800 W/(m²·K). Bestimme die nötige Wärmeübertragungsfläche A.
Dampf kondensiert bei konstant 100 °C an der Außenseite der Rohre eines Kondensators mit 3 m² Wärmeübertragungsfläche und U = 1500 W/(m²·K). Kühlwasser (0,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) tritt mit 20 °C in die Rohre ein. Bestimme die Austrittstemperatur des Wassers Tc,out.
In einem Gegenstrom-Wärmeübertrager haben beide Ströme denselben Wärmekapazitätsstrom, ṁ·cp = 0,5 kW/K. Der heiße Strom tritt mit 125 °C ein, der kalte mit 30 °C. Der Wärmeübertrager hat A = 3 m² und U = 200 W/(m²·K). Bestimme die Austrittstemperatur Th,out des heißen Stroms.
Lösungsschlüssel
- 1. Tc,out = 29,21 °C
- 2. Tc,out = 21,98 °C
- 3. A = 13,14 m²
- 4. A = 13,76 m²
- 5. Tc,out = 90,71 °C
- 6. Th,out = 73,18 °C
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