Heißes Öl (2 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) kühlt in einem Gegenstrom-Wärmeübertrager von 175 auf 115 °C ab. Es erwärmt 1 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.
Arbeitsblatt Wärmeübertrager (LMTD) mit Lösungen
In einem Gegenstrom-Wärmeübertrager kühlt das heiße Fluid von 125 auf 60 °C ab, während sich das kalte Fluid von 15 auf 25 °C erwärmt. Bestimme die mittlere logarithmische Temperaturdifferenz ΔTlm.
Ein Rohrbündel-Wärmeübertrager (ein Mantelgang, zwei Rohrgänge) soll 730 kW übertragen. Das heiße Fluid kühlt von 145 auf 70 °C ab, das kalte Fluid erwärmt sich von 20 auf 105 °C. Der LMTD-Korrekturfaktor für diese Anordnung ist F = 0,8, und U = 500 W/(m²·K). Bestimme die nötige Wärmeübertragungsfläche A.
Ein Gegenstrom-Wärmeübertrager überträgt 160 kW. Seine Wärmeübertragungsfläche beträgt 25 m². Das heiße Fluid kühlt von 155 auf 125 °C ab, das kalte Fluid erwärmt sich von 20 auf 35 °C. Bestimme den Wärmedurchgangskoeffizienten U.
In einem Doppelrohr-Wärmeübertrager im Gegenstrom strömt heißes Öl (0,2 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) im Innenrohr und kühlt von 150 auf 85 °C ab. Wasser (1 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 = 1,5 kW/K. Der heiße Strom tritt mit 155 °C ein, der kalte mit 25 °C. Der Wärmeübertrager hat A = 1 m² und U = 500 W/(m²·K). Bestimme die Austrittstemperatur Th,out des heißen Stroms.
Lösungsschlüssel
- 1. Tc,out = 96,03 °C
- 2. ΔTlm = 68,88 K
- 3. A = 40,72 m²
- 4. U = 56,97 W/(m²·K)
- 5. L = 10,09 m
- 6. Th,out = 122,5 °C
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