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 165 auf 40 °C ab, während sich das kalte Fluid von 20 auf 70 °C erwärmt. Bestimme die mittlere logarithmische Temperaturdifferenz ΔT_lm.

T_h: 165 → 40 °CT_c: 20 → 70 °C

ΔT_lm = K

2.Leicht

Ein Gegenstrom-Wärmeübertrager hat eine Wärmeübertragungsfläche von 2 m² und einen Wärmedurchgangskoeffizienten von 500 W/(m²·K). Das heiße Fluid kühlt von 135 auf 85 °C ab, das kalte Fluid erwärmt sich von 25 auf 60 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇.

A = 2 m²U = 500 W/(m²·K)T_h: 135 → 85 °CT_c: 25 → 60 °C

Q̇ = kW

3.Mittel

Ein Gegenstrom-Wärmeübertrager überträgt 120 kW. Seine Wärmeübertragungsfläche beträgt 12 m². Das heiße Fluid kühlt von 105 auf 85 °C ab, das kalte Fluid erwärmt sich von 10 auf 65 °C. Bestimme den Wärmedurchgangskoeffizienten U.

Q̇ = 120 kWA = 12 m²T_h: 105 → 85 °CT_c: 10 → 65 °C

U = W/(m²·K)

4.Mittel

Ein Gegenstrom-Wärmeübertrager überträgt 270 kW. Das heiße Fluid kühlt von 165 auf 105 °C ab, und das kalte Fluid erwärmt sich von 10 auf 100 °C. Der Wärmedurchgangskoeffizient beträgt 300 W/(m²·K). Bestimme die nötige Wärmeübertragungsfläche A.

Q̇ = 270 kWU = 300 W/(m²·K)T_h: 165 → 105 °CT_c: 10 → 100 °C

A = m²

5.Schwer

In einem Gegenstrom-Wärmeübertrager haben beide Ströme denselben Wärmekapazitätsstrom, ṁ·c_p = 2 kW/K. Der heiße Strom tritt mit 180 °C ein, der kalte mit 30 °C. Der Wärmeübertrager hat A = 2 m² und U = 800 W/(m²·K). Bestimme die Austrittstemperatur T_h,out des heißen Stroms.

C_h = C_c = 2 kW/KT_h,in = 180 °CT_c,in = 30 °CA = 2 m²U = 800 W/(m²·K)

T_h,out = °C

6.Schwer

In einem Gegenstrom-Wärmeübertrager haben beide Ströme denselben Wärmekapazitätsstrom, ṁ·c_p = 1,5 kW/K. Der heiße Strom tritt mit 175 °C ein, der kalte mit 30 °C. Der Wärmeübertrager hat A = 6 m² und U = 200 W/(m²·K). Bestimme die Austrittstemperatur T_h,out des heißen Stroms.

C_h = C_c = 1,5 kW/KT_h,in = 175 °CT_c,in = 30 °CA = 6 m²U = 200 W/(m²·K)

T_h,out = °C

Lösungsschlüssel

1. ΔT_lm = 48,13 K
2. Q̇ = 67,22 kW
3. U = 179,6 W/(m²·K)
4. A = 11,38 m²
5. T_h,out = 113,3 °C
6. T_h,out = 110,6 °C

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