Ein Gegenstrom-Wärmeübertrager hat eine Wärmeübertragungsfläche von 4 m² und einen Wärmedurchgangskoeffizienten von 800 W/(m²·K). Das heiße Fluid kühlt von 130 auf 75 °C ab, das kalte Fluid erwärmt sich von 20 auf 105 °C. Bestimme den Wärmestrom Q̇.
Arbeitsblatt Wärmeübertrager (LMTD) mit Lösungen
In einem Wärmeübertrager werden 2,5 kg/s Ethanol (cp = 2,44 kJ/(kg·K)) von 80 auf 30 °C abgekühlt. Bestimme den Wärmestrom Q̇.
Ein Gleichstrom-Wärmeübertrager überträgt 340 kW. Das heiße Fluid kühlt von 145 auf 60 °C ab, und das kalte Fluid erwärmt sich von 15 auf 45 °C. Der Wärmedurchgangskoeffizient beträgt 800 W/(m²·K). Bestimme die nötige Wärmeübertragungsfläche A.
In einem Kondensator kondensiert Dampf bei konstant 110 °C an der Außenseite der Rohre. Kühlwasser (1 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) strömt durch die Rohre und erwärmt sich von 25 auf 70 °C. Der Wärmedurchgangskoeffizient beträgt 1000 W/(m²·K). Bestimme die nötige Wärmeübertragungsfläche A.
In einem Doppelrohr-Wärmeübertrager im Gleichstrom strömt heißes Öl (1 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) im Innenrohr und kühlt von 105 auf 75 °C ab. Wasser (0,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) tritt im Ringspalt mit 25 °C ein. Das Innenrohr hat 40 mm Durchmesser, und U = 300 W/(m²·K) ist auf diesen Durchmesser bezogen. Bestimme die nötige Rohrlänge L.
In einem Gegenstrom-Wärmeübertrager haben beide Ströme denselben Wärmekapazitätsstrom, ṁ·cp = 3 kW/K. Der heiße Strom tritt mit 105 °C ein, der kalte mit 10 °C. Der Wärmeübertrager hat A = 5 m² und U = 300 W/(m²·K). Bestimme die Austrittstemperatur Th,out des heißen Stroms.
Lösungsschlüssel
- 1. Q̇ = 121,8 kW
- 2. Q̇ = 305 kW
- 3. A = 7,981 m²
- 4. A = 3,151 m²
- 5. L = 52,38 m
- 6. Th,out = 73,33 °C
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