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 ArbeitsblattOnline 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
LängeT180 °C55 °C55 °C25 °CΔT₁ΔT₂Gegenstrom

In einem Gegenstrom-Wärmeübertrager kühlt das heiße Fluid von 180 auf 55 °C ab, während sich das kalte Fluid von 25 auf 55 °C erwärmt. Bestimme die mittlere logarithmische Temperaturdifferenz ΔTlm.

Th: 180 → 55 °CTc: 25 → 55 °C
ΔTlm = K
2.Leicht
LängeT125 °C65 °C70 °C30 °CΔT₁ΔT₂Gegenstrom

In einem Gegenstrom-Wärmeübertrager kühlt das heiße Fluid von 125 auf 65 °C ab, während sich das kalte Fluid von 30 auf 70 °C erwärmt. Bestimme die mittlere logarithmische Temperaturdifferenz ΔTlm.

Th: 125 → 65 °CTc: 30 → 70 °C
ΔTlm = K
3.Mittel
LängeT95 °C60 °C30 °C50 °CΔT₁ΔT₂Gleichstrom

Ein Gleichstrom-Wärmeübertrager überträgt 370 kW. Seine Wärmeübertragungsfläche beträgt 12 m². Das heiße Fluid kühlt von 95 auf 60 °C ab, das kalte Fluid erwärmt sich von 30 auf 50 °C. Bestimme den Wärmedurchgangskoeffizienten U.

Q̇ = 370 kWA = 12 m²Th: 95 → 60 °CTc: 30 → 50 °C
U = W/(m²·K)
4.Mittel
LängeT100 °C30 °C55 °CΔT₁ΔT₂kondensierender Dampf

In einem Kondensator kondensiert Dampf bei konstant 100 °C an der Außenseite der Rohre. Kühlwasser (2 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) strömt durch die Rohre und erwärmt sich von 30 auf 55 °C. Der Wärmedurchgangskoeffizient beträgt 2500 W/(m²·K). Bestimme die nötige Wärmeübertragungsfläche A.

Ts = 100 °Cṁ = 2 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 30 → 55 °CU = 2500 W/(m²·K)
A = m²
5.Schwer
LängeT155 °C??15 °CΔT₁ΔT₂Gegenstrom

In einem Gegenstrom-Wärmeübertrager haben beide Ströme denselben Wärmekapazitätsstrom, ṁ·cp = 3 kW/K. Der heiße Strom tritt mit 155 °C ein, der kalte mit 15 °C. Der Wärmeübertrager hat A = 5 m² und U = 300 W/(m²·K). Bestimme die Austrittstemperatur Th,out des heißen Stroms.

Ch = Cc = 3 kW/KTh,in = 155 °CTc,in = 15 °CA = 5 m²U = 300 W/(m²·K)
Th,out = °C
6.Schwer
LängeT160 °C??15 °CΔT₁ΔT₂Gegenstrom

In einem Gegenstrom-Wärmeübertrager haben beide Ströme denselben Wärmekapazitätsstrom, ṁ·cp = 3 kW/K. Der heiße Strom tritt mit 160 °C ein, der kalte mit 15 °C. Der Wärmeübertrager hat A = 1,5 m² und U = 800 W/(m²·K). Bestimme die Austrittstemperatur Th,out des heißen Stroms.

Ch = Cc = 3 kW/KTh,in = 160 °CTc,in = 15 °CA = 1,5 m²U = 800 W/(m²·K)
Th,out = °C

Lösungsschlüssel

  1. 1. ΔTlm = 66,57 K
  2. 2. ΔTlm = 44,25 K
  3. 3. U = 1049 W/(m²·K)
  4. 4. A = 1,477 m²
  5. 5. Th,out = 108,3 °C
  6. 6. Th,out = 118,6 °C

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