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
lengteT110 °C55 °C50 °C30 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

In een tegenstroomwarmtewisselaar koelt de warme vloeistof af van 110 tot 55 °C terwijl de koude vloeistof opwarmt van 30 tot 50 °C. Vind het logaritmisch gemiddeld temperatuurverschil ΔTlm.

Th: 110 → 55 °CTc: 30 → 50 °C
ΔTlm = K
2.Makkelijk
lengteT175 °C130 °C10 °C120 °CΔT₁ΔT₂meestroom

In een meestroomwarmtewisselaar koelt de warme vloeistof af van 175 tot 130 °C terwijl de koude vloeistof opwarmt van 10 tot 120 °C. Vind het logaritmisch gemiddeld temperatuurverschil ΔTlm.

Th: 175 → 130 °CTc: 10 → 120 °C
ΔTlm = K
3.Gemiddeld
lengteT120 °C25 °C110 °C10 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Een tegenstroomwarmtewisselaar draagt 410 kW over. De warme vloeistof koelt af van 120 tot 25 °C en de koude vloeistof warmt op van 10 tot 110 °C. De warmtedoorgangscoëfficiënt is 300 W/(m²·K). Vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

Q̇ = 410 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 120 → 25 °CTc: 10 → 110 °C
A = m²
4.Gemiddeld
lengteT95 °C45 °C45 °C20 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Een tegenstroomwarmtewisselaar draagt 490 kW over. Het warmtewisselend oppervlak is 5 m². De warme vloeistof koelt af van 95 tot 45 °C en de koude vloeistof warmt op van 20 tot 45 °C. Vind de warmtedoorgangscoëfficiënt U.

Q̇ = 490 kWA = 5 m²Th: 95 → 45 °CTc: 20 → 45 °C
U = W/(m²·K)
5.Moeilijk
lengteT95 °C40 °C56,45 °C15 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Warme olie (1,5 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) koelt af van 95 tot 40 °C in een tegenstroomwarmtewisselaar. Ze verwarmt 1 kg/s water (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) dat binnenkomt op 15 °C. Met U = 200 W/(m²·K), vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 95 → 40 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 200 W/(m²·K)
A = m²
6.Moeilijk
lengteT175 °C??30 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

In een tegenstroomwarmtewisselaar hebben beide stromen dezelfde warmtecapaciteitsstroom, ṁ·cp = 1,5 kW/K. De warme stroom komt binnen op 175 °C en de koude stroom op 30 °C. De wisselaar heeft A = 3 m² en U = 200 W/(m²·K). Vind de uittredetemperatuur van de warme stroom Th,out.

Ch = Cc = 1,5 kW/KTh,in = 175 °CTc,in = 30 °CA = 3 m²U = 200 W/(m²·K)
Th,out = °C

Antwoordenblad

  1. 1. ΔTlm = 39,98 K
  2. 2. ΔTlm = 55,29 K
  3. 3. A = 110,8 m²
  4. 4. U = 2717 W/(m²·K)
  5. 5. A = 27,69 m²
  6. 6. Th,out = 133,6 °C

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