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
lengteT175 °C115 °C145 °C25 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

In een tegenstroomwarmtewisselaar koelt de warme vloeistof af van 175 tot 115 °C terwijl de koude vloeistof opwarmt van 25 tot 145 °C. Vind het logaritmisch gemiddeld temperatuurverschil ΔTlm.

Th: 175 → 115 °CTc: 25 → 145 °C
ΔTlm = K
2.Makkelijk
lengteT85 °C45 °C65 °C10 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Een tegenstroomwarmtewisselaar heeft een warmtewisselend oppervlak van 20 m² en een warmtedoorgangscoëfficiënt van 800 W/(m²·K). De warme vloeistof koelt af van 85 tot 45 °C en de koude vloeistof warmt op van 10 tot 65 °C. Vind de overgedragen warmtestroom Q̇.

A = 20 m²U = 800 W/(m²·K)Th: 85 → 45 °CTc: 10 → 65 °C
Q̇ = kW
3.Gemiddeld
lengteT120 °C50 °C55 °C30 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Een tegenstroomwarmtewisselaar draagt 180 kW over. De warme vloeistof koelt af van 120 tot 50 °C en de koude vloeistof warmt op van 30 tot 55 °C. De warmtedoorgangscoëfficiënt is 300 W/(m²·K). Vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

Q̇ = 180 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 120 → 50 °CTc: 30 → 55 °C
A = m²
4.Gemiddeld
lengteT140 °C15 °C30 °CΔT₁ΔT₂condenserende stoom

In een condensor condenseert stoom bij een constante 140 °C aan de buitenkant van de buizen. Koelwater (2 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) stroomt door de buizen en warmt op van 15 tot 30 °C. De warmtedoorgangscoëfficiënt is 3000 W/(m²·K). Vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

Ts = 140 °Cṁ = 2 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 15 → 30 °CU = 3000 W/(m²·K)
A = m²
5.Moeilijk
lengteT170 °C110 °C50,89 °C15 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Warme olie (0,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) koelt af van 170 tot 110 °C in een tegenstroomwarmtewisselaar. Ze verwarmt 0,5 kg/s water (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) dat binnenkomt op 15 °C. Met U = 800 W/(m²·K), vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 170 → 110 °Cṁc = 0,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²
6.Moeilijk
lengteT80 °C30 °C37,51 °C10 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Warme olie (1,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) koelt af van 80 tot 30 °C in een tegenstroomwarmtewisselaar. Ze verwarmt 1,5 kg/s water (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) dat binnenkomt op 10 °C. Met U = 800 W/(m²·K), vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 80 → 30 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²

Antwoordenblad

  1. 1. ΔTlm = 54,61 K
  2. 2. Q̇ = 428,9 kW
  3. 3. A = 15,72 m²
  4. 4. A = 0,3562 m²
  5. 5. A = 0,8794 m²
  6. 6. A = 7,225 m²

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