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
lengteT100 °C35 °C30 °C15 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

In een tegenstroomwarmtewisselaar koelt de warme vloeistof af van 100 tot 35 °C terwijl de koude vloeistof opwarmt van 15 tot 30 °C. Vind het logaritmisch gemiddeld temperatuurverschil ΔTlm.

Th: 100 → 35 °CTc: 15 → 30 °C
ΔTlm = K
2.Makkelijk
lengteT155 °C135 °C70 °C30 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

In een tegenstroomwarmtewisselaar koelt de warme vloeistof af van 155 tot 135 °C terwijl de koude vloeistof opwarmt van 30 tot 70 °C. Vind het logaritmisch gemiddeld temperatuurverschil ΔTlm.

Th: 155 → 135 °CTc: 30 → 70 °C
ΔTlm = K
3.Gemiddeld
lengteT95 °C40 °C80 °C15 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Een tegenstroomwarmtewisselaar draagt 320 kW over. De warme vloeistof koelt af van 95 tot 40 °C en de koude vloeistof warmt op van 15 tot 80 °C. De warmtedoorgangscoëfficiënt is 800 W/(m²·K). Vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

Q̇ = 320 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 95 → 40 °CTc: 15 → 80 °C
A = m²
4.Gemiddeld
lengteT125 °C30 °C80 °C15 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Een tegenstroomwarmtewisselaar draagt 350 kW over. De warme vloeistof koelt af van 125 tot 30 °C en de koude vloeistof warmt op van 15 tot 80 °C. De warmtedoorgangscoëfficiënt is 500 W/(m²·K). Vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

Q̇ = 350 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 125 → 30 °CTc: 15 → 80 °C
A = m²
5.Moeilijk
lengteT125 °C40 °C27,71 °C15 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Warme olie (0,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) koelt af van 125 tot 40 °C in een tegenstroomwarmtewisselaar. Ze verwarmt 2 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: 125 → 40 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²
6.Moeilijk
lengteT170 °C??30 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

In een tegenstroomwarmtewisselaar hebben beide stromen dezelfde warmtecapaciteitsstroom, ṁ·cp = 1,5 kW/K. De warme stroom komt binnen op 170 °C en de koude stroom op 30 °C. De wisselaar heeft A = 5 m² en U = 500 W/(m²·K). Vind de uittredetemperatuur van de warme stroom Th,out.

Ch = Cc = 1,5 kW/KTh,in = 170 °CTc,in = 30 °CA = 5 m²U = 500 W/(m²·K)
Th,out = °C

Antwoordenblad

  1. 1. ΔTlm = 39,91 K
  2. 2. ΔTlm = 94,65 K
  3. 3. A = 20,43 m²
  4. 4. A = 25,63 m²
  5. 5. A = 2,496 m²
  6. 6. Th,out = 82,5 °C

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