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
lengteT160 °C130 °C20 °C10 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

In een tegenstroomwarmtewisselaar koelt de warme vloeistof af van 160 tot 130 °C terwijl de koude vloeistof opwarmt van 10 tot 20 °C. Vind het logaritmisch gemiddeld temperatuurverschil ΔTlm.

Th: 160 → 130 °CTc: 10 → 20 °C
ΔTlm = K
2.Makkelijk
lengteT155 °C135 °C45 °C10 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

In een tegenstroomwarmtewisselaar koelt de warme vloeistof af van 155 tot 135 °C terwijl de koude vloeistof opwarmt van 10 tot 45 °C. Vind het logaritmisch gemiddeld temperatuurverschil ΔTlm.

Th: 155 → 135 °CTc: 10 → 45 °C
ΔTlm = K
3.Gemiddeld
lengteT145 °C110 °C70 °C15 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Een tegenstroomwarmtewisselaar draagt 480 kW over. De warme vloeistof koelt af van 145 tot 110 °C en de koude vloeistof warmt op van 15 tot 70 °C. De warmtedoorgangscoëfficiënt is 1000 W/(m²·K). Vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

Q̇ = 480 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 145 → 110 °CTc: 15 → 70 °C
A = m²
4.Gemiddeld
lengteT95 °C25 °C20 °C10 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Een pijpenbundelwarmtewisselaar (één mantelgang, twee buisgangen) moet 190 kW overdragen. De warme vloeistof koelt af van 95 tot 25 °C en de koude vloeistof warmt op van 10 tot 20 °C. De LMTD-correctiefactor voor deze opstelling is F = 0,92, en U = 800 W/(m²·K). Vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

Q̇ = 190 kWF = 0,92U = 800 W/(m²·K)Th: 95 → 25 °CTc: 10 → 20 °C
A = m²
5.Moeilijk
lengteT180 °C160 °C30,05 °C20 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Warme olie (1,5 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) koelt af van 180 tot 160 °C in een tegenstroomwarmtewisselaar. Ze verwarmt 1,5 kg/s water (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) dat binnenkomt op 20 °C. Met U = 800 W/(m²·K), vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 180 → 160 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²
6.Moeilijk
lengteT145 °C??20 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

In een tegenstroomwarmtewisselaar hebben beide stromen dezelfde warmtecapaciteitsstroom, ṁ·cp = 0,5 kW/K. De warme stroom komt binnen op 145 °C en de koude stroom op 20 °C. De wisselaar heeft A = 1,5 m² en U = 300 W/(m²·K). Vind de uittredetemperatuur van de warme stroom Th,out.

Ch = Cc = 0,5 kW/KTh,in = 145 °CTc,in = 20 °CA = 1,5 m²U = 300 W/(m²·K)
Th,out = °C

Antwoordenblad

  1. 1. ΔTlm = 129,7 K
  2. 2. ΔTlm = 117,3 K
  3. 3. A = 5,673 m²
  4. 4. A = 6,925 m²
  5. 5. A = 0,5434 m²
  6. 6. Th,out = 85,79 °C

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