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
lengteT175 °C150 °C45 °C25 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Een tegenstroomwarmtewisselaar heeft een warmtewisselend oppervlak van 1,5 m² en een warmtedoorgangscoëfficiënt van 800 W/(m²·K). De warme vloeistof koelt af van 175 tot 150 °C en de koude vloeistof warmt op van 25 tot 45 °C. Vind de overgedragen warmtestroom Q̇.

A = 1,5 m²U = 800 W/(m²·K)Th: 175 → 150 °CTc: 25 → 45 °C
Q̇ = kW
2.Makkelijk

In een warmtewisselaar wordt 1 kg/s ethanol (cp = 2,44 kJ/(kg·K)) afgekoeld van 75 tot 35 °C. Vind de overgedragen warmtestroom Q̇.

ṁ = 1 kg/scp = 2,44 kJ/(kg·K)T: 75 → 35 °C
Q̇ = kW
3.Gemiddeld
lengteT180 °C125 °C145 °C30 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Een tegenstroomwarmtewisselaar draagt 170 kW over. De warme vloeistof koelt af van 180 tot 125 °C en de koude vloeistof warmt op van 30 tot 145 °C. De warmtedoorgangscoëfficiënt is 300 W/(m²·K). Vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

Q̇ = 170 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 180 → 125 °CTc: 30 → 145 °C
A = m²
4.Gemiddeld
lengteT110 °C20 °C95 °CΔT₁ΔT₂condenserende stoom

In een condensor condenseert stoom bij een constante 110 °C aan de buitenkant van de buizen. Koelwater (4 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) stroomt door de buizen en warmt op van 20 tot 95 °C. De warmtedoorgangscoëfficiënt is 1500 W/(m²·K). Vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

Ts = 110 °Cṁ = 4 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 20 → 95 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²
5.Moeilijk
lengteT140 °C10 °C?ΔT₁ΔT₂condenserende stoom

Stoom condenseert bij een constante 140 °C aan de buitenkant van de buizen van een condensor met een warmtewisselend oppervlak van 2 m² en U = 2500 W/(m²·K). Koelwater (2 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) komt de buizen binnen op 10 °C. Vind de uittredetemperatuur van het water Tc,out.

Ts = 140 °CA = 2 m²U = 2500 W/(m²·K)ṁ = 2 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °C
Tc,out = °C
6.Moeilijk
lengteT105 °C25 °C?ΔT₁ΔT₂condenserende stoom

Stoom condenseert bij een constante 105 °C aan de buitenkant van de buizen van een condensor met een warmtewisselend oppervlak van 3 m² en U = 2500 W/(m²·K). Koelwater (1 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) komt de buizen binnen op 25 °C. Vind de uittredetemperatuur van het water Tc,out.

Ts = 105 °CA = 3 m²U = 2500 W/(m²·K)ṁ = 1 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °C
Tc,out = °C

Antwoordenblad

  1. 1. Q̇ = 153 kW
  2. 2. Q̇ = 97,6 kW
  3. 3. A = 9,431 m²
  4. 4. A = 19,97 m²
  5. 5. Tc,out = 68,52 °C
  6. 6. Tc,out = 91,7 °C

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