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
lengteT160 °C50 °C140 °C25 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

In een tegenstroomwarmtewisselaar koelt de warme vloeistof af van 160 tot 50 °C terwijl de koude vloeistof opwarmt van 25 tot 140 °C. Vind het logaritmisch gemiddeld temperatuurverschil ΔTlm.

Th: 160 → 50 °CTc: 25 → 140 °C
ΔTlm = K
2.Makkelijk
lengteT165 °C60 °C120 °C25 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

In een tegenstroomwarmtewisselaar koelt de warme vloeistof af van 165 tot 60 °C terwijl de koude vloeistof opwarmt van 25 tot 120 °C. Vind het logaritmisch gemiddeld temperatuurverschil ΔTlm.

Th: 165 → 60 °CTc: 25 → 120 °C
ΔTlm = K
3.Gemiddeld
lengteT125 °C65 °C40 °C15 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Een tegenstroomwarmtewisselaar draagt 80 kW over. Het warmtewisselend oppervlak is 2 m². De warme vloeistof koelt af van 125 tot 65 °C en de koude vloeistof warmt op van 15 tot 40 °C. Vind de warmtedoorgangscoëfficiënt U.

Q̇ = 80 kWA = 2 m²Th: 125 → 65 °CTc: 15 → 40 °C
U = W/(m²·K)
4.Gemiddeld
lengteT105 °C80 °C30 °C45 °CΔT₁ΔT₂meestroom

Een meestroomwarmtewisselaar draagt 370 kW over. Het warmtewisselend oppervlak is 15 m². De warme vloeistof koelt af van 105 tot 80 °C en de koude vloeistof warmt op van 30 tot 45 °C. Vind de warmtedoorgangscoëfficiënt U.

Q̇ = 370 kWA = 15 m²Th: 105 → 80 °CTc: 30 → 45 °C
U = W/(m²·K)
5.Moeilijk
lengteT165 °C??15 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

In een tegenstroomwarmtewisselaar hebben beide stromen dezelfde warmtecapaciteitsstroom, ṁ·cp = 0,5 kW/K. De warme stroom komt binnen op 165 °C en de koude stroom op 15 °C. De wisselaar heeft A = 2 m² en U = 200 W/(m²·K). Vind de uittredetemperatuur van de warme stroom Th,out.

Ch = Cc = 0,5 kW/KTh,in = 165 °CTc,in = 15 °CA = 2 m²U = 200 W/(m²·K)
Th,out = °C
6.Moeilijk
lengteT110 °C65 °C28,25 °C20 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Warme olie (1 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) koelt af van 110 tot 65 °C in een tegenstroomwarmtewisselaar. Ze verwarmt 3 kg/s water (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) dat binnenkomt op 20 °C. Met U = 1000 W/(m²·K), vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 110 → 65 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²

Antwoordenblad

  1. 1. ΔTlm = 22,41 K
  2. 2. ΔTlm = 39,79 K
  3. 3. U = 606,4 W/(m²·K)
  4. 4. U = 470 W/(m²·K)
  5. 5. Th,out = 98,33 °C
  6. 6. A = 1,681 m²

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