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

In een warmtewisselaar wordt 2,5 kg/s ethanol (cp = 2,44 kJ/(kg·K)) verwarmd van 25 tot 65 °C. Vind de overgedragen warmtestroom Q̇.

ṁ = 2,5 kg/scp = 2,44 kJ/(kg·K)T: 25 → 65 °C
Q̇ = kW
2.Makkelijk
lengteT85 °C65 °C30 °C15 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Een tegenstroomwarmtewisselaar heeft een warmtewisselend oppervlak van 2,5 m² en een warmtedoorgangscoëfficiënt van 300 W/(m²·K). De warme vloeistof koelt af van 85 tot 65 °C en de koude vloeistof warmt op van 15 tot 30 °C. Vind de overgedragen warmtestroom Q̇.

A = 2,5 m²U = 300 W/(m²·K)Th: 85 → 65 °CTc: 15 → 30 °C
Q̇ = kW
3.Gemiddeld
lengteT85 °C65 °C45 °C15 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Een pijpenbundelwarmtewisselaar (één mantelgang, twee buisgangen) moet 500 kW overdragen. De warme vloeistof koelt af van 85 tot 65 °C en de koude vloeistof warmt op van 15 tot 45 °C. De LMTD-correctiefactor voor deze opstelling is F = 0,8, en U = 800 W/(m²·K). Vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

Q̇ = 500 kWF = 0,8U = 800 W/(m²·K)Th: 85 → 65 °CTc: 15 → 45 °C
A = m²
4.Gemiddeld
lengteT100 °C85 °C90 °C25 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Een tegenstroomwarmtewisselaar draagt 170 kW over. De warme vloeistof koelt af van 100 tot 85 °C en de koude vloeistof warmt op van 25 tot 90 °C. De warmtedoorgangscoëfficiënt is 1000 W/(m²·K). Vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

Q̇ = 170 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 100 → 85 °CTc: 25 → 90 °C
A = m²
5.Moeilijk
lengteT135 °C100 °C10 °C?ΔT₁ΔT₂meestroom

In een dubbelepijpwarmtewisselaar met meestroom stroomt hete olie (0,8 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) door de binnenbuis en koelt af van 135 tot 100 °C. Water (0,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) in de ringspleet komt binnen op 10 °C. De binnenbuis heeft een diameter van 20 mm, en U = 200 W/(m²·K) is op deze diameter gebaseerd. Vind de benodigde buislengte L.

ṁh = 0,8 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 135 → 100 °Cṁc = 0,5 kg/sTc,in = 10 °CD = 20 mmU = 200 W/(m²·K)
L = m
6.Moeilijk
lengteT85 °C55 °C42,94 °C25 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Warme olie (0,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) koelt af van 85 tot 55 °C in een tegenstroomwarmtewisselaar. Ze verwarmt 0,5 kg/s water (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) dat binnenkomt op 25 °C. Met U = 1000 W/(m²·K), vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 85 → 55 °Cṁc = 0,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²

Antwoordenblad

  1. 1. Q̇ = 244 kW
  2. 2. Q̇ = 39,35 kW
  3. 3. A = 17,43 m²
  4. 4. A = 6,092 m²
  5. 5. L = 64,57 m
  6. 6. A = 1,051 m²

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