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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Name: ____________________ Datum: ____________

1.Leicht

In einem Gegenstrom-Wärmeübertrager kühlt das heiße Fluid von 150 auf 75 °C ab, während sich das kalte Fluid von 20 auf 130 °C erwärmt. Bestimme die mittlere logarithmische Temperaturdifferenz ΔT_lm.

T_h: 150 → 75 °CT_c: 20 → 130 °C

ΔT_lm = K

2.Leicht

In einem Gleichstrom-Wärmeübertrager kühlt das heiße Fluid von 120 auf 100 °C ab, während sich das kalte Fluid von 25 auf 45 °C erwärmt. Bestimme die mittlere logarithmische Temperaturdifferenz ΔT_lm.

T_h: 120 → 100 °CT_c: 25 → 45 °C

ΔT_lm = K

3.Mittel

Ein Gegenstrom-Wärmeübertrager überträgt 360 kW. Das heiße Fluid kühlt von 160 auf 60 °C ab, und das kalte Fluid erwärmt sich von 25 auf 45 °C. Der Wärmedurchgangskoeffizient beträgt 200 W/(m²·K). Bestimme die nötige Wärmeübertragungsfläche A.

Q̇ = 360 kWU = 200 W/(m²·K)T_h: 160 → 60 °CT_c: 25 → 45 °C

A = m²

4.Mittel

Ein Gegenstrom-Wärmeübertrager überträgt 340 kW. Das heiße Fluid kühlt von 140 auf 50 °C ab, und das kalte Fluid erwärmt sich von 30 auf 60 °C. Der Wärmedurchgangskoeffizient beträgt 200 W/(m²·K). Bestimme die nötige Wärmeübertragungsfläche A.

Q̇ = 340 kWU = 200 W/(m²·K)T_h: 140 → 50 °CT_c: 30 → 60 °C

A = m²

5.Schwer

In einem Doppelrohr-Wärmeübertrager im Gegenstrom strömt heißes Öl (0,8 kg/s, c_p = 2,3 kJ/(kg·K)) im Innenrohr und kühlt von 145 auf 85 °C ab. Wasser (0,5 kg/s, c_p = 4,18 kJ/(kg·K)) tritt im Ringspalt mit 10 °C ein. Das Innenrohr hat 50 mm Durchmesser, und U = 400 W/(m²·K) ist auf diesen Durchmesser bezogen. Bestimme die nötige Rohrlänge L.

ṁ_h = 0,8 kg/sc_p,h = 2,3 kJ/(kg·K)T_h: 145 → 85 °Cṁ_c = 0,5 kg/sT_c,in = 10 °CD = 50 mmU = 400 W/(m²·K)

L = m

6.Schwer

In einem Doppelrohr-Wärmeübertrager im Gleichstrom strömt heißes Öl (0,3 kg/s, c_p = 2,3 kJ/(kg·K)) im Innenrohr und kühlt von 145 auf 65 °C ab. Wasser (0,5 kg/s, c_p = 4,18 kJ/(kg·K)) tritt im Ringspalt mit 10 °C ein. Das Innenrohr hat 50 mm Durchmesser, und U = 250 W/(m²·K) ist auf diesen Durchmesser bezogen. Bestimme die nötige Rohrlänge L.

ṁ_h = 0,3 kg/sc_p,h = 2,3 kJ/(kg·K)T_h: 145 → 65 °Cṁ_c = 0,5 kg/sT_c,in = 10 °CD = 50 mmU = 250 W/(m²·K)

L = m

Lösungsschlüssel

1. ΔT_lm = 34,6 K
2. ΔT_lm = 73,19 K
3. A = 26,77 m²
4. A = 39,28 m²
5. L = 22,37 m
6. L = 20,5 m

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