Werkblad Warmtewisselaars (LMTD) met antwoorden

Gratis printbaar werkblad Warmtewisselaars (LMTD): 6 opgaven van makkelijk tot tentamenniveau, met antwoordenblad. Print het of sla het op als pdf.

Nieuw werkbladOnline oefenen met hints

Voor docenten: gratis te printen, kopiëren en in de les te gebruiken. Elk nieuw werkblad heeft nieuwe waarden en een eigen antwoordblad. Een link naar ExamProblems op je cursuspagina wordt gewaardeerd.

Naam: ____________________   Datum: ____________

1.Makkelijk
lengteT180 °C60 °C145 °C30 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

In een tegenstroomwarmtewisselaar koelt de warme vloeistof af van 180 tot 60 °C terwijl de koude vloeistof opwarmt van 30 tot 145 °C. Vind het logaritmisch gemiddeld temperatuurverschil ΔTlm.

Th: 180 → 60 °CTc: 30 → 145 °C
ΔTlm = K
2.Makkelijk
lengteT145 °C65 °C?10 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Hete olie (1 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) koelt af van 145 tot 65 °C in een tegenstroomwisselaar. Die verwarmt 3 kg/s water (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) dat binnenkomt op 10 °C. Er gaat geen warmte verloren naar de omgeving. Vind de uittredetemperatuur van het water Tc,out.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 145 → 65 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °C
Tc,out = °C
3.Gemiddeld
lengteT120 °C10 °C100 °CΔT₁ΔT₂condenserende stoom

In een condensor condenseert stoom bij een constante 120 °C aan de buitenkant van de buizen. Koelwater (3 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) stroomt door de buizen en warmt op van 10 tot 100 °C. De warmtedoorgangscoëfficiënt is 3500 W/(m²·K). Vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

Ts = 120 °Cṁ = 3 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 10 → 100 °CU = 3500 W/(m²·K)
A = m²
4.Gemiddeld
lengteT130 °C15 °C30 °CΔT₁ΔT₂condenserende stoom

In een condensor condenseert stoom bij een constante 130 °C aan de buitenkant van de buizen. Koelwater (4 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) stroomt door de buizen en warmt op van 15 tot 30 °C. De warmtedoorgangscoëfficiënt is 1000 W/(m²·K). Vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

Ts = 130 °Cṁ = 4 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 15 → 30 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²
5.Moeilijk
lengteT135 °C45 °C74,52 °C25 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Warme olie (0,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) koelt af van 135 tot 45 °C in een tegenstroomwarmtewisselaar. Ze verwarmt 0,5 kg/s water (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) dat binnenkomt op 25 °C. Met U = 1500 W/(m²·K), vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 135 → 45 °Cṁc = 0,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²
6.Moeilijk
lengteT160 °C90 °C?10 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

In een dubbelepijpwarmtewisselaar met tegenstroom stroomt hete olie (0,8 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) door de binnenbuis en koelt af van 160 tot 90 °C. Water (1,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) in de ringspleet komt binnen op 10 °C. De binnenbuis heeft een diameter van 32 mm, en U = 300 W/(m²·K) is op deze diameter gebaseerd. Vind de benodigde buislengte L.

ṁh = 0,8 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 160 → 90 °Cṁc = 1,5 kg/sTc,in = 10 °CD = 32 mmU = 300 W/(m²·K)
L = m

Antwoordenblad

  1. 1. ΔTlm = 32,44 K
  2. 2. Tc,out = 24,67 °C
  3. 3. A = 6,108 m²
  4. 4. A = 2,337 m²
  5. 5. A = 1,886 m²
  6. 6. L = 37,67 m

Volledige stapsgewijze oplossingen: oefen dit onderwerp op examproblems.com.