Arbeitsblatt Wärmeübertrager (LMTD) mit Lösungen

In einem Gegenstrom-Wärmeübertrager kühlt das heiße Fluid von 140 auf 95 °C ab, während sich das kalte Fluid von 30 auf 115 °C erwärmt. Bestimme die mittlere logarithmische Temperaturdifferenz ΔT_lm.

In einem Gegenstrom-Wärmeübertrager kühlt das heiße Fluid von 135 auf 50 °C ab, während sich das kalte Fluid von 20 auf 100 °C erwärmt. Bestimme die mittlere logarithmische Temperaturdifferenz ΔT_lm.

Ein Rohrbündel-Wärmeübertrager (ein Mantelgang, zwei Rohrgänge) soll 750 kW übertragen. Das heiße Fluid kühlt von 105 auf 55 °C ab, das kalte Fluid erwärmt sich von 20 auf 30 °C. Der LMTD-Korrekturfaktor für diese Anordnung ist F = 0,9, und U = 300 W/(m²·K). Bestimme die nötige Wärmeübertragungsfläche A.

Ein Gegenstrom-Wärmeübertrager überträgt 360 kW. Das heiße Fluid kühlt von 125 auf 55 °C ab, und das kalte Fluid erwärmt sich von 25 auf 50 °C. Der Wärmedurchgangskoeffizient beträgt 300 W/(m²·K). Bestimme die nötige Wärmeübertragungsfläche A.

In einem Doppelrohr-Wärmeübertrager im Gleichstrom strömt heißes Öl (0,8 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 20 °C ein. Das Innenrohr hat 25 mm Durchmesser, und U = 300 W/(m²·K) ist auf diesen Durchmesser bezogen. Bestimme die nötige Rohrlänge L.

Heißes Öl (1 kg/s, c_p = 2,5 kJ/(kg·K)) kühlt in einem Gegenstrom-Wärmeübertrager von 140 auf 105 °C ab. Es erwärmt 0,5 kg/s Wasser (c_p = 4,18 kJ/(kg·K)), das mit 10 °C eintritt. Bestimme mit U = 200 W/(m²·K) die nötige Wärmeübertragungsfläche A.