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
lengteT125 °C45 °C105 °C10 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

In een tegenstroomwarmtewisselaar koelt de warme vloeistof af van 125 tot 45 °C terwijl de koude vloeistof opwarmt van 10 tot 105 °C. Vind het logaritmisch gemiddeld temperatuurverschil ΔTlm.

Th: 125 → 45 °CTc: 10 → 105 °C
ΔTlm = K
2.Makkelijk
lengteT105 °C30 °C40 °C10 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

In een tegenstroomwarmtewisselaar koelt de warme vloeistof af van 105 tot 30 °C terwijl de koude vloeistof opwarmt van 10 tot 40 °C. Vind het logaritmisch gemiddeld temperatuurverschil ΔTlm.

Th: 105 → 30 °CTc: 10 → 40 °C
ΔTlm = K
3.Gemiddeld
lengteT145 °C80 °C60 °C15 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Een tegenstroomwarmtewisselaar draagt 50 kW over. De warme vloeistof koelt af van 145 tot 80 °C en de koude vloeistof warmt op van 15 tot 60 °C. De warmtedoorgangscoëfficiënt is 300 W/(m²·K). Vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

Q̇ = 50 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 145 → 80 °CTc: 15 → 60 °C
A = m²
4.Gemiddeld
lengteT110 °C30 °C45 °C15 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Een pijpenbundelwarmtewisselaar (één mantelgang, twee buisgangen) moet 580 kW overdragen. De warme vloeistof koelt af van 110 tot 30 °C en de koude vloeistof warmt op van 15 tot 45 °C. De LMTD-correctiefactor voor deze opstelling is F = 0,8, en U = 500 W/(m²·K). Vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

Q̇ = 580 kWF = 0,8U = 500 W/(m²·K)Th: 110 → 30 °CTc: 15 → 45 °C
A = m²
5.Moeilijk
lengteT155 °C110 °C?10 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

In een dubbelepijpwarmtewisselaar met tegenstroom stroomt hete olie (0,5 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) door de binnenbuis en koelt af van 155 tot 110 °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 40 mm, en U = 400 W/(m²·K) is op deze diameter gebaseerd. Vind de benodigde buislengte L.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 155 → 110 °Cṁc = 0,5 kg/sTc,in = 10 °CD = 40 mmU = 400 W/(m²·K)
L = m
6.Moeilijk
lengteT90 °C55 °C15 °C?ΔT₁ΔT₂meestroom

In een dubbelepijpwarmtewisselaar met meestroom stroomt hete olie (0,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) door de binnenbuis en koelt af van 90 tot 55 °C. Water (0,8 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) in de ringspleet komt binnen op 15 °C. De binnenbuis heeft een diameter van 25 mm, en U = 400 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: 90 → 55 °Cṁc = 0,8 kg/sTc,in = 15 °CD = 25 mmU = 400 W/(m²·K)
L = m

Antwoordenblad

  1. 1. ΔTlm = 26,8 K
  2. 2. ΔTlm = 38,18 K
  3. 3. A = 2,236 m²
  4. 4. A = 42,52 m²
  5. 5. L = 8,482 m
  6. 6. L = 29,68 m

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