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.

Neues Arbeitsblatt Online mit Tipps üben

Für Lehrkräfte: kostenlos ausdrucken, kopieren und im Unterricht verwenden. Jedes neue Arbeitsblatt hat neue Werte und einen eigenen Lösungsschlüssel. Über einen Link zu ExamProblems auf Ihrer Kursseite freuen wir uns.

Name: ____________________ Datum: ____________

1.Leicht

In einem Gegenstrom-Wärmeübertrager kühlt das heiße Fluid von 120 auf 35 °C ab, während sich das kalte Fluid von 15 auf 40 °C erwärmt. Bestimme die mittlere logarithmische Temperaturdifferenz ΔT_lm.

T_h: 120 → 35 °CT_c: 15 → 40 °C

ΔT_lm = K

2.Leicht

In einem Gegenstrom-Wärmeübertrager kühlt das heiße Fluid von 155 auf 120 °C ab, während sich das kalte Fluid von 15 auf 100 °C erwärmt. Bestimme die mittlere logarithmische Temperaturdifferenz ΔT_lm.

T_h: 155 → 120 °CT_c: 15 → 100 °C

ΔT_lm = K

3.Mittel

Ein Gegenstrom-Wärmeübertrager überträgt 170 kW. Das heiße Fluid kühlt von 90 auf 50 °C ab, und das kalte Fluid erwärmt sich von 25 auf 70 °C. Der Wärmedurchgangskoeffizient beträgt 800 W/(m²·K). Bestimme die nötige Wärmeübertragungsfläche A.

Q̇ = 170 kWU = 800 W/(m²·K)T_h: 90 → 50 °CT_c: 25 → 70 °C

A = m²

4.Mittel

Ein Gleichstrom-Wärmeübertrager überträgt 270 kW. Seine Wärmeübertragungsfläche beträgt 10 m². Das heiße Fluid kühlt von 135 auf 85 °C ab, das kalte Fluid erwärmt sich von 25 auf 40 °C. Bestimme den Wärmedurchgangskoeffizienten U.

Q̇ = 270 kWA = 10 m²T_h: 135 → 85 °CT_c: 25 → 40 °C

U = W/(m²·K)

5.Schwer

In einem Gegenstrom-Wärmeübertrager haben beide Ströme denselben Wärmekapazitätsstrom, ṁ·c_p = 1 kW/K. Der heiße Strom tritt mit 80 °C ein, der kalte mit 15 °C. Der Wärmeübertrager hat A = 2 m² und U = 200 W/(m²·K). Bestimme die Austrittstemperatur T_h,out des heißen Stroms.

C_h = C_c = 1 kW/KT_h,in = 80 °CT_c,in = 15 °CA = 2 m²U = 200 W/(m²·K)

T_h,out = °C

6.Schwer

Heißes Öl (1,5 kg/s, c_p = 2,1 kJ/(kg·K)) kühlt in einem Gegenstrom-Wärmeübertrager von 120 auf 100 °C ab. Es erwärmt 3 kg/s Wasser (c_p = 4,18 kJ/(kg·K)), das mit 20 °C eintritt. Bestimme mit U = 800 W/(m²·K) die nötige Wärmeübertragungsfläche A.

ṁ_h = 1,5 kg/sc_p,h = 2,1 kJ/(kg·K)T_h: 120 → 100 °Cṁ_c = 3 kg/sc_p,c = 4,18 kJ/(kg·K)T_c,in = 20 °CU = 800 W/(m²·K)

A = m²

Lösungsschlüssel

1. ΔT_lm = 43,28 K
2. ΔT_lm = 77,32 K
3. A = 9,484 m²
4. U = 371,3 W/(m²·K)
5. T_h,out = 61,43 °C
6. A = 0,9023 m²

Vollständige Schritt-für-Schritt-Lösungen: Übe dieses Thema auf examproblems.com.