Heißes Öl (1,5 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) kühlt in einem Gegenstrom-Wärmeübertrager von 120 auf 65 °C ab. Es erwärmt 0,8 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 Wärmeübertrager werden 2,5 kg/s Glykolgemisch (cp = 3,6 kJ/(kg·K)) von 75 auf 25 °C abgekühlt. Bestimme den Wärmestrom Q̇.
Ein Rohrbündel-Wärmeübertrager (ein Mantelgang, zwei Rohrgänge) soll 630 kW übertragen. Das heiße Fluid kühlt von 80 auf 50 °C ab, das kalte Fluid erwärmt sich von 20 auf 55 °C. Der LMTD-Korrekturfaktor für diese Anordnung ist F = 0,95, und U = 500 W/(m²·K). Bestimme die nötige Wärmeübertragungsfläche A.
Ein Gegenstrom-Wärmeübertrager überträgt 500 kW. Das heiße Fluid kühlt von 160 auf 125 °C ab, und das kalte Fluid erwärmt sich von 10 auf 50 °C. Der Wärmedurchgangskoeffizient beträgt 300 W/(m²·K). Bestimme die nötige Wärmeübertragungsfläche A.
Dampf kondensiert bei konstant 105 °C an der Außenseite der Rohre eines Kondensators mit 6 m² Wärmeübertragungsfläche und U = 1000 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.
Heißes Öl (2 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) kühlt in einem Gegenstrom-Wärmeübertrager von 155 auf 85 °C ab. Es erwärmt 1,5 kg/s Wasser (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), das mit 15 °C eintritt. Bestimme mit U = 1500 W/(m²·K) die nötige Wärmeübertragungsfläche A.
Lösungsschlüssel
- 1. Tc,out = 66,81 °C
- 2. Q̇ = 450 kW
- 3. A = 48,36 m²
- 4. A = 14,82 m²
- 5. Tc,out = 100,2 °C
- 6. A = 3,035 m²
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