Arbeitsblatt Wärmeübertrager (LMTD) mit Lösungen

In einem Gleichstrom-Wärmeübertrager kühlt das heiße Fluid von 130 auf 70 °C ab, während sich das kalte Fluid von 15 auf 40 °C erwärmt. Bestimme die mittlere logarithmische Temperaturdifferenz ΔT_lm.

Ein Gegenstrom-Wärmeübertrager hat eine Wärmeübertragungsfläche von 12 m² und einen Wärmedurchgangskoeffizienten von 800 W/(m²·K). Das heiße Fluid kühlt von 100 auf 80 °C ab, das kalte Fluid erwärmt sich von 25 auf 50 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇.

Ein Gegenstrom-Wärmeübertrager überträgt 340 kW. Das heiße Fluid kühlt von 135 auf 30 °C ab, und das kalte Fluid erwärmt sich von 15 auf 75 °C. Der Wärmedurchgangskoeffizient beträgt 1500 W/(m²·K). Bestimme die nötige Wärmeübertragungsfläche A.

Ein Gegenstrom-Wärmeübertrager überträgt 180 kW. Das heiße Fluid kühlt von 95 auf 55 °C ab, und das kalte Fluid erwärmt sich von 10 auf 45 °C. Der Wärmedurchgangskoeffizient beträgt 800 W/(m²·K). Bestimme die nötige Wärmeübertragungsfläche A.

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 160 auf 75 °C ab. Wasser (0,8 kg/s, c_p = 4,18 kJ/(kg·K)) tritt im Ringspalt mit 20 °C ein. Das Innenrohr hat 20 mm Durchmesser, und U = 500 W/(m²·K) ist auf diesen Durchmesser bezogen. Bestimme die nötige Rohrlänge L.

In einem Doppelrohr-Wärmeübertrager im Gegenstrom strömt heißes Öl (1 kg/s, c_p = 2,5 kJ/(kg·K)) im Innenrohr und kühlt von 90 auf 55 °C ab. Wasser (1,5 kg/s, c_p = 4,18 kJ/(kg·K)) tritt im Ringspalt mit 10 °C ein. Das Innenrohr hat 25 mm Durchmesser, und U = 400 W/(m²·K) ist auf diesen Durchmesser bezogen. Bestimme die nötige Rohrlänge L.