In einem Gegenstrom-Wärmeübertrager kühlt das heiße Fluid von 120 auf 60 °C ab, während sich das kalte Fluid von 20 auf 100 °C erwärmt. Bestimme die mittlere logarithmische Temperaturdifferenz ΔTlm.
Arbeitsblatt Wärmeübertrager (LMTD) mit Lösungen
Heißes Öl (1,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) kühlt in einem Gegenstrom-Wärmeübertrager von 165 auf 120 °C ab. Es erwärmt 0,8 kg/s Wasser (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), das mit 30 °C eintritt. An die Umgebung geht keine Wärme verloren. Bestimme die Austrittstemperatur des Wassers Tc,out.
Ein Gegenstrom-Wärmeübertrager überträgt 160 kW. Das heiße Fluid kühlt von 155 auf 100 °C ab, und das kalte Fluid erwärmt sich von 25 auf 130 °C. Der Wärmedurchgangskoeffizient beträgt 1000 W/(m²·K). Bestimme die nötige Wärmeübertragungsfläche A.
Ein Gegenstrom-Wärmeübertrager überträgt 110 kW. Seine Wärmeübertragungsfläche beträgt 1 m². Das heiße Fluid kühlt von 90 auf 60 °C ab, das kalte Fluid erwärmt sich von 15 auf 75 °C. Bestimme den Wärmedurchgangskoeffizienten U.
Heißes Öl (2 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) kühlt in einem Gegenstrom-Wärmeübertrager von 85 auf 60 °C ab. Es erwärmt 1 kg/s Wasser (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), das mit 10 °C eintritt. Bestimme mit U = 1500 W/(m²·K) die nötige Wärmeübertragungsfläche A.
In einem Doppelrohr-Wärmeübertrager im Gleichstrom strömt heißes Öl (0,5 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) im Innenrohr und kühlt von 120 auf 75 °C ab. Wasser (0,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) tritt im Ringspalt mit 15 °C ein. Das Innenrohr hat 32 mm Durchmesser, und U = 200 W/(m²·K) ist auf diesen Durchmesser bezogen. Bestimme die nötige Rohrlänge L.
Lösungsschlüssel
- 1. ΔTlm = 28,85 K
- 2. Tc,out = 80,46 °C
- 3. A = 3,516 m²
- 4. U = 4028 W/(m²·K)
- 5. A = 1,754 m²
- 6. L = 35,89 m
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