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 °C?30 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Hete olie (1,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) koelt af van 110 tot 55 °C in een tegenstroomwisselaar. Die verwarmt 3 kg/s water (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) dat binnenkomt op 30 °C. Er gaat geen warmte verloren naar de omgeving. Vind de uittredetemperatuur van het water Tc,out.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 110 → 55 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °C
Tc,out = °C
2.Makkelijk

In een warmtewisselaar wordt 1 kg/s water (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) afgekoeld van 95 tot 75 °C. Vind de overgedragen warmtestroom Q̇.

ṁ = 1 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)T: 95 → 75 °C
Q̇ = kW
3.Gemiddeld
lengteT90 °C65 °C20 °C40 °CΔT₁ΔT₂meestroom

Een meestroomwarmtewisselaar draagt 470 kW over. De warme vloeistof koelt af van 90 tot 65 °C en de koude vloeistof warmt op van 20 tot 40 °C. De warmtedoorgangscoëfficiënt is 1500 W/(m²·K). Vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

Q̇ = 470 kWU = 1500 W/(m²·K)Th: 90 → 65 °CTc: 20 → 40 °C
A = m²
4.Gemiddeld
lengteT100 °C80 °C90 °C30 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Een tegenstroomwarmtewisselaar draagt 420 kW over. De warme vloeistof koelt af van 100 tot 80 °C en de koude vloeistof warmt op van 30 tot 90 °C. De warmtedoorgangscoëfficiënt is 1000 W/(m²·K). Vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

Q̇ = 420 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 100 → 80 °CTc: 30 → 90 °C
A = m²
5.Moeilijk
lengteT85 °C??20 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

In een tegenstroomwarmtewisselaar hebben beide stromen dezelfde warmtecapaciteitsstroom, ṁ·cp = 2 kW/K. De warme stroom komt binnen op 85 °C en de koude stroom op 20 °C. De wisselaar heeft A = 5 m² en U = 500 W/(m²·K). Vind de uittredetemperatuur van de warme stroom Th,out.

Ch = Cc = 2 kW/KTh,in = 85 °CTc,in = 20 °CA = 5 m²U = 500 W/(m²·K)
Th,out = °C
6.Moeilijk
lengteT130 °C??20 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

In een tegenstroomwarmtewisselaar hebben beide stromen dezelfde warmtecapaciteitsstroom, ṁ·cp = 4 kW/K. De warme stroom komt binnen op 130 °C en de koude stroom op 20 °C. De wisselaar heeft A = 5 m² en U = 300 W/(m²·K). Vind de uittredetemperatuur van de warme stroom Th,out.

Ch = Cc = 4 kW/KTh,in = 130 °CTc,in = 20 °CA = 5 m²U = 300 W/(m²·K)
Th,out = °C

Antwoordenblad

  1. 1. Tc,out = 45,13 °C
  2. 2. Q̇ = 83,6 kW
  3. 3. A = 7,169 m²
  4. 4. A = 16,9 m²
  5. 5. Th,out = 48,89 °C
  6. 6. Th,out = 100 °C

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