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
lengteT155 °C110 °C50 °C25 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

In een tegenstroomwarmtewisselaar koelt de warme vloeistof af van 155 tot 110 °C terwijl de koude vloeistof opwarmt van 25 tot 50 °C. Vind het logaritmisch gemiddeld temperatuurverschil ΔTlm.

Th: 155 → 110 °CTc: 25 → 50 °C
ΔTlm = K
2.Makkelijk
lengteT180 °C65 °C55 °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 180 tot 65 °C en de koude vloeistof warmt op van 10 tot 55 °C. Vind de overgedragen warmtestroom Q̇.

A = 20 m²U = 800 W/(m²·K)Th: 180 → 65 °CTc: 10 → 55 °C
Q̇ = kW
3.Gemiddeld
lengteT140 °C85 °C110 °C20 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Een tegenstroomwarmtewisselaar draagt 280 kW over. De warme vloeistof koelt af van 140 tot 85 °C en de koude vloeistof warmt op van 20 tot 110 °C. De warmtedoorgangscoëfficiënt is 500 W/(m²·K). Vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

Q̇ = 280 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 140 → 85 °CTc: 20 → 110 °C
A = m²
4.Gemiddeld
lengteT160 °C55 °C95 °C20 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Een tegenstroomwarmtewisselaar draagt 440 kW over. De warme vloeistof koelt af van 160 tot 55 °C en de koude vloeistof warmt op van 20 tot 95 °C. De warmtedoorgangscoëfficiënt is 200 W/(m²·K). Vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

Q̇ = 440 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 160 → 55 °CTc: 20 → 95 °C
A = m²
5.Moeilijk
lengteT100 °C10 °C?ΔT₁ΔT₂condenserende stoom

Stoom condenseert bij een constante 100 °C aan de buitenkant van de buizen van een condensor met een warmtewisselend oppervlak van 3 m² en U = 1500 W/(m²·K). Koelwater (2 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) komt de buizen binnen op 10 °C. Vind de uittredetemperatuur van het water Tc,out.

Ts = 100 °CA = 3 m²U = 1500 W/(m²·K)ṁ = 2 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °C
Tc,out = °C
6.Moeilijk
lengteT150 °C??20 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

In een tegenstroomwarmtewisselaar hebben beide stromen dezelfde warmtecapaciteitsstroom, ṁ·cp = 1 kW/K. De warme stroom komt binnen op 150 °C en de koude stroom op 20 °C. De wisselaar heeft A = 5 m² en U = 200 W/(m²·K). Vind de uittredetemperatuur van de warme stroom Th,out.

Ch = Cc = 1 kW/KTh,in = 150 °CTc,in = 20 °CA = 5 m²U = 200 W/(m²·K)
Th,out = °C

Antwoordenblad

  1. 1. ΔTlm = 94,65 K
  2. 2. Q̇ = 1364 kW
  3. 3. A = 12,37 m²
  4. 4. A = 45,4 m²
  5. 5. Tc,out = 47,46 °C
  6. 6. Th,out = 85 °C

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