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
lengteT130 °C40 °C25 °C10 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Een tegenstroomwarmtewisselaar heeft een warmtewisselend oppervlak van 8 m² en een warmtedoorgangscoëfficiënt van 300 W/(m²·K). De warme vloeistof koelt af van 130 tot 40 °C en de koude vloeistof warmt op van 10 tot 25 °C. Vind de overgedragen warmtestroom Q̇.

A = 8 m²U = 300 W/(m²·K)Th: 130 → 40 °CTc: 10 → 25 °C
Q̇ = kW
2.Makkelijk
lengteT150 °C105 °C35 °C15 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

In een tegenstroomwarmtewisselaar koelt de warme vloeistof af van 150 tot 105 °C terwijl de koude vloeistof opwarmt van 15 tot 35 °C. Vind het logaritmisch gemiddeld temperatuurverschil ΔTlm.

Th: 150 → 105 °CTc: 15 → 35 °C
ΔTlm = K
3.Gemiddeld
lengteT115 °C80 °C15 °C40 °CΔT₁ΔT₂meestroom

Een meestroomwarmtewisselaar draagt 80 kW over. De warme vloeistof koelt af van 115 tot 80 °C en de koude vloeistof warmt op van 15 tot 40 °C. De warmtedoorgangscoëfficiënt is 1500 W/(m²·K). Vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

Q̇ = 80 kWU = 1500 W/(m²·K)Th: 115 → 80 °CTc: 15 → 40 °C
A = m²
4.Gemiddeld
lengteT130 °C30 °C110 °CΔT₁ΔT₂condenserende stoom

In een condensor condenseert stoom bij een constante 130 °C aan de buitenkant van de buizen. Koelwater (3 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) stroomt door de buizen en warmt op van 30 tot 110 °C. De warmtedoorgangscoëfficiënt is 3500 W/(m²·K). Vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

Ts = 130 °Cṁ = 3 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 30 → 110 °CU = 3500 W/(m²·K)
A = m²
5.Moeilijk
lengteT90 °C50 °C32,01 °C10 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Warme olie (1,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) koelt af van 90 tot 50 °C in een tegenstroomwarmtewisselaar. Ze verwarmt 1,5 kg/s water (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) dat binnenkomt op 10 °C. Met U = 1000 W/(m²·K), vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 90 → 50 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²
6.Moeilijk
lengteT105 °C??25 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

In een tegenstroomwarmtewisselaar hebben beide stromen dezelfde warmtecapaciteitsstroom, ṁ·cp = 2 kW/K. De warme stroom komt binnen op 105 °C en de koude stroom op 25 °C. De wisselaar heeft A = 5 m² en U = 800 W/(m²·K). Vind de uittredetemperatuur van de warme stroom Th,out.

Ch = Cc = 2 kW/KTh,in = 105 °CTc,in = 25 °CA = 5 m²U = 800 W/(m²·K)
Th,out = °C

Antwoordenblad

  1. 1. Q̇ = 143,7 kW
  2. 2. ΔTlm = 102 K
  3. 3. A = 0,8145 m²
  4. 4. A = 5,766 m²
  5. 5. A = 2,849 m²
  6. 6. Th,out = 51,67 °C

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