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
lengteT165 °C65 °C90 °C30 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

In een tegenstroomwarmtewisselaar koelt de warme vloeistof af van 165 tot 65 °C terwijl de koude vloeistof opwarmt van 30 tot 90 °C. Vind het logaritmisch gemiddeld temperatuurverschil ΔTlm.

Th: 165 → 65 °CTc: 30 → 90 °C
ΔTlm = K
2.Makkelijk
lengteT105 °C70 °C55 °C10 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

In een tegenstroomwarmtewisselaar koelt de warme vloeistof af van 105 tot 70 °C terwijl de koude vloeistof opwarmt van 10 tot 55 °C. Vind het logaritmisch gemiddeld temperatuurverschil ΔTlm.

Th: 105 → 70 °CTc: 10 → 55 °C
ΔTlm = K
3.Gemiddeld
lengteT125 °C75 °C10 °C30 °CΔT₁ΔT₂meestroom

Een meestroomwarmtewisselaar draagt 320 kW over. Het warmtewisselend oppervlak is 10 m². De warme vloeistof koelt af van 125 tot 75 °C en de koude vloeistof warmt op van 10 tot 30 °C. Vind de warmtedoorgangscoëfficiënt U.

Q̇ = 320 kWA = 10 m²Th: 125 → 75 °CTc: 10 → 30 °C
U = W/(m²·K)
4.Gemiddeld
lengteT100 °C20 °C70 °CΔT₁ΔT₂condenserende stoom

In een condensor condenseert stoom bij een constante 100 °C aan de buitenkant van de buizen. Koelwater (1 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) stroomt door de buizen en warmt op van 20 tot 70 °C. De warmtedoorgangscoëfficiënt is 3000 W/(m²·K). Vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

Ts = 100 °Cṁ = 1 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 20 → 70 °CU = 3000 W/(m²·K)
A = m²
5.Moeilijk
lengteT140 °C100 °C?20 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

In een dubbelepijpwarmtewisselaar met tegenstroom stroomt hete olie (0,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) door de binnenbuis en koelt af van 140 tot 100 °C. Water (1 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) in de ringspleet komt binnen op 20 °C. De binnenbuis heeft een diameter van 32 mm, en U = 200 W/(m²·K) is op deze diameter gebaseerd. Vind de benodigde buislengte L.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 140 → 100 °Cṁc = 1 kg/sTc,in = 20 °CD = 32 mmU = 200 W/(m²·K)
L = m
6.Moeilijk
lengteT110 °C60 °C66,27 °C25 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Warme olie (1,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) koelt af van 110 tot 60 °C in een tegenstroomwarmtewisselaar. Ze verwarmt 1 kg/s water (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) dat binnenkomt op 25 °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: 110 → 60 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²

Antwoordenblad

  1. 1. ΔTlm = 52,48 K
  2. 2. ΔTlm = 54,85 K
  3. 3. U = 428,9 W/(m²·K)
  4. 4. A = 1,367 m²
  5. 5. L = 26,65 m
  6. 6. A = 5,5 m²

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