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
lengteT100 °C50 °C20 °C10 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

In een tegenstroomwarmtewisselaar koelt de warme vloeistof af van 100 tot 50 °C terwijl de koude vloeistof opwarmt van 10 tot 20 °C. Vind het logaritmisch gemiddeld temperatuurverschil ΔTlm.

Th: 100 → 50 °CTc: 10 → 20 °C
ΔTlm = K
2.Makkelijk
lengteT90 °C45 °C10 °C25 °CΔT₁ΔT₂meestroom

In een meestroomwarmtewisselaar koelt de warme vloeistof af van 90 tot 45 °C terwijl de koude vloeistof opwarmt van 10 tot 25 °C. Vind het logaritmisch gemiddeld temperatuurverschil ΔTlm.

Th: 90 → 45 °CTc: 10 → 25 °C
ΔTlm = K
3.Gemiddeld
lengteT180 °C145 °C25 °C110 °CΔT₁ΔT₂meestroom

Een meestroomwarmtewisselaar draagt 480 kW over. De warme vloeistof koelt af van 180 tot 145 °C en de koude vloeistof warmt op van 25 tot 110 °C. De warmtedoorgangscoëfficiënt is 1000 W/(m²·K). Vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

Q̇ = 480 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 180 → 145 °CTc: 25 → 110 °C
A = m²
4.Gemiddeld
lengteT180 °C155 °C70 °C10 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Een tegenstroomwarmtewisselaar draagt 280 kW over. De warme vloeistof koelt af van 180 tot 155 °C en de koude vloeistof warmt op van 10 tot 70 °C. De warmtedoorgangscoëfficiënt is 800 W/(m²·K). Vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

Q̇ = 280 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 180 → 155 °CTc: 10 → 70 °C
A = m²
5.Moeilijk
lengteT180 °C100 °C50,1 °C30 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Warme olie (0,5 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) koelt af van 180 tot 100 °C in een tegenstroomwarmtewisselaar. Ze verwarmt 1 kg/s water (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) dat binnenkomt op 30 °C. Met U = 1500 W/(m²·K), vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 180 → 100 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²
6.Moeilijk
lengteT100 °C??25 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

In een tegenstroomwarmtewisselaar hebben beide stromen dezelfde warmtecapaciteitsstroom, ṁ·cp = 1 kW/K. De warme stroom komt binnen op 100 °C en de koude stroom op 25 °C. De wisselaar heeft A = 3 m² en U = 800 W/(m²·K). Vind de uittredetemperatuur van de warme stroom Th,out.

Ch = Cc = 1 kW/KTh,in = 100 °CTc,in = 25 °CA = 3 m²U = 800 W/(m²·K)
Th,out = °C

Antwoordenblad

  1. 1. ΔTlm = 57,71 K
  2. 2. ΔTlm = 43,28 K
  3. 3. A = 5,952 m²
  4. 4. A = 2,763 m²
  5. 5. A = 0,578 m²
  6. 6. Th,out = 47,06 °C

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