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
lengteT140 °C100 °C20 °C80 °CΔT₁ΔT₂meestroom

In een meestroomwarmtewisselaar koelt de warme vloeistof af van 140 tot 100 °C terwijl de koude vloeistof opwarmt van 20 tot 80 °C. Vind het logaritmisch gemiddeld temperatuurverschil ΔTlm.

Th: 140 → 100 °CTc: 20 → 80 °C
ΔTlm = K
2.Makkelijk
lengteT170 °C135 °C125 °C25 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

In een tegenstroomwarmtewisselaar koelt de warme vloeistof af van 170 tot 135 °C terwijl de koude vloeistof opwarmt van 25 tot 125 °C. Vind het logaritmisch gemiddeld temperatuurverschil ΔTlm.

Th: 170 → 135 °CTc: 25 → 125 °C
ΔTlm = K
3.Gemiddeld
lengteT160 °C80 °C10 °C35 °CΔT₁ΔT₂meestroom

Een meestroomwarmtewisselaar draagt 490 kW over. De warme vloeistof koelt af van 160 tot 80 °C en de koude vloeistof warmt op van 10 tot 35 °C. De warmtedoorgangscoëfficiënt is 1000 W/(m²·K). Vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

Q̇ = 490 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 160 → 80 °CTc: 10 → 35 °C
A = m²
4.Gemiddeld
lengteT140 °C75 °C45 °C30 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Een tegenstroomwarmtewisselaar draagt 320 kW over. De warme vloeistof koelt af van 140 tot 75 °C en de koude vloeistof warmt op van 30 tot 45 °C. De warmtedoorgangscoëfficiënt is 300 W/(m²·K). Vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

Q̇ = 320 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 140 → 75 °CTc: 30 → 45 °C
A = m²
5.Moeilijk
lengteT105 °C55 °C?20 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

In een dubbelepijpwarmtewisselaar met tegenstroom stroomt hete olie (0,2 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) door de binnenbuis en koelt af van 105 tot 55 °C. Water (0,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) in de ringspleet komt binnen op 20 °C. De binnenbuis heeft een diameter van 20 mm, en U = 400 W/(m²·K) is op deze diameter gebaseerd. Vind de benodigde buislengte L.

ṁh = 0,2 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 105 → 55 °Cṁc = 0,5 kg/sTc,in = 20 °CD = 20 mmU = 400 W/(m²·K)
L = m
6.Moeilijk
lengteT90 °C70 °C22,54 °C15 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Warme olie (1,5 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) koelt af van 90 tot 70 °C in een tegenstroomwarmtewisselaar. Ze verwarmt 2 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 = 1,5 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 90 → 70 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²

Antwoordenblad

  1. 1. ΔTlm = 55,81 K
  2. 2. ΔTlm = 72,72 K
  3. 3. A = 5,619 m²
  4. 4. A = 15,94 m²
  5. 5. L = 15,93 m
  6. 6. A = 3,441 m²

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