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
lengteT155 °C80 °C?20 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Hete olie (2 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) koelt af van 155 tot 80 °C in een tegenstroomwisselaar. Die verwarmt 2 kg/s water (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) dat binnenkomt op 20 °C. Er gaat geen warmte verloren naar de omgeving. Vind de uittredetemperatuur van het water Tc,out.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 155 → 80 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °C
Tc,out = °C
2.Makkelijk
lengteT170 °C100 °C65 °C30 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

In een tegenstroomwarmtewisselaar koelt de warme vloeistof af van 170 tot 100 °C terwijl de koude vloeistof opwarmt van 30 tot 65 °C. Vind het logaritmisch gemiddeld temperatuurverschil ΔTlm.

Th: 170 → 100 °CTc: 30 → 65 °C
ΔTlm = K
3.Gemiddeld
lengteT100 °C80 °C25 °C35 °CΔT₁ΔT₂meestroom

Een meestroomwarmtewisselaar draagt 190 kW over. Het warmtewisselend oppervlak is 5 m². De warme vloeistof koelt af van 100 tot 80 °C en de koude vloeistof warmt op van 25 tot 35 °C. Vind de warmtedoorgangscoëfficiënt U.

Q̇ = 190 kWA = 5 m²Th: 100 → 80 °CTc: 25 → 35 °C
U = W/(m²·K)
4.Gemiddeld
lengteT155 °C120 °C110 °C25 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Een tegenstroomwarmtewisselaar draagt 370 kW over. De warme vloeistof koelt af van 155 tot 120 °C en de koude vloeistof warmt op van 25 tot 110 °C. De warmtedoorgangscoëfficiënt is 200 W/(m²·K). Vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

Q̇ = 370 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 155 → 120 °CTc: 25 → 110 °C
A = m²
5.Moeilijk
lengteT115 °C85 °C?10 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

In een dubbelepijpwarmtewisselaar met tegenstroom stroomt hete olie (0,3 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) door de binnenbuis en koelt af van 115 tot 85 °C. Water (0,2 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) in de ringspleet komt binnen op 10 °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 = 0,3 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 115 → 85 °Cṁc = 0,2 kg/sTc,in = 10 °CD = 25 mmU = 400 W/(m²·K)
L = m
6.Moeilijk
lengteT130 °C85 °C105,4 °C15 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Warme olie (2 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) koelt af van 130 tot 85 °C in een tegenstroomwarmtewisselaar. Ze verwarmt 0,5 kg/s water (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) dat binnenkomt op 15 °C. Met U = 300 W/(m²·K), vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 130 → 85 °Cṁc = 0,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²

Antwoordenblad

  1. 1. Tc,out = 57,68 °C
  2. 2. ΔTlm = 86,32 K
  3. 3. U = 647 W/(m²·K)
  4. 4. A = 27,65 m²
  5. 5. L = 9,358 m
  6. 6. A = 14,52 m²

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