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
lengteT105 °C50 °C25 °C10 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

In een tegenstroomwarmtewisselaar koelt de warme vloeistof af van 105 tot 50 °C terwijl de koude vloeistof opwarmt van 10 tot 25 °C. Vind het logaritmisch gemiddeld temperatuurverschil ΔTlm.

Th: 105 → 50 °CTc: 10 → 25 °C
ΔTlm = K
2.Makkelijk
lengteT180 °C65 °C65 °C25 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Een tegenstroomwarmtewisselaar heeft een warmtewisselend oppervlak van 12 m² en een warmtedoorgangscoëfficiënt van 1500 W/(m²·K). De warme vloeistof koelt af van 180 tot 65 °C en de koude vloeistof warmt op van 25 tot 65 °C. Vind de overgedragen warmtestroom Q̇.

A = 12 m²U = 1500 W/(m²·K)Th: 180 → 65 °CTc: 25 → 65 °C
Q̇ = kW
3.Gemiddeld
lengteT150 °C115 °C30 °C100 °CΔT₁ΔT₂meestroom

Een meestroomwarmtewisselaar draagt 230 kW over. Het warmtewisselend oppervlak is 10 m². De warme vloeistof koelt af van 150 tot 115 °C en de koude vloeistof warmt op van 30 tot 100 °C. Vind de warmtedoorgangscoëfficiënt U.

Q̇ = 230 kWA = 10 m²Th: 150 → 115 °CTc: 30 → 100 °C
U = W/(m²·K)
4.Gemiddeld
lengteT90 °C70 °C25 °C40 °CΔT₁ΔT₂meestroom

Een meestroomwarmtewisselaar draagt 100 kW over. Het warmtewisselend oppervlak is 8 m². De warme vloeistof koelt af van 90 tot 70 °C en de koude vloeistof warmt op van 25 tot 40 °C. Vind de warmtedoorgangscoëfficiënt U.

Q̇ = 100 kWA = 8 m²Th: 90 → 70 °CTc: 25 → 40 °C
U = W/(m²·K)
5.Moeilijk
lengteT110 °C40 °C65,82 °C10 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Warme olie (2 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) koelt af van 110 tot 40 °C in een tegenstroomwarmtewisselaar. Ze verwarmt 1,5 kg/s water (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) dat binnenkomt op 10 °C. Met U = 800 W/(m²·K), vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 110 → 40 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²
6.Moeilijk
lengteT160 °C115 °C60,37 °C20 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Warme olie (1,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) koelt af van 160 tot 115 °C in een tegenstroomwarmtewisselaar. Ze verwarmt 1 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 = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 160 → 115 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²

Antwoordenblad

  1. 1. ΔTlm = 57,71 K
  2. 2. Q̇ = 1278 kW
  3. 3. U = 455,5 W/(m²·K)
  4. 4. U = 276,1 W/(m²·K)
  5. 5. A = 11,94 m²
  6. 6. A = 2,168 m²

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