Werkblad Warmtewisselaars (LMTD) met antwoorden

Een tegenstroomwarmtewisselaar heeft een warmtewisselend oppervlak van 20 m² en een warmtedoorgangscoëfficiënt van 200 W/(m²·K). De warme vloeistof koelt af van 100 tot 25 °C en de koude vloeistof warmt op van 10 tot 60 °C. Vind de overgedragen warmtestroom Q̇.

In een tegenstroomwarmtewisselaar koelt de warme vloeistof af van 180 tot 135 °C terwijl de koude vloeistof opwarmt van 10 tot 110 °C. Vind het logaritmisch gemiddeld temperatuurverschil ΔT_lm.

Een tegenstroomwarmtewisselaar draagt 350 kW over. De warme vloeistof koelt af van 115 tot 45 °C en de koude vloeistof warmt op van 10 tot 30 °C. De warmtedoorgangscoëfficiënt is 800 W/(m²·K). Vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

Een pijpenbundelwarmtewisselaar (één mantelgang, twee buisgangen) moet 310 kW overdragen. De warme vloeistof koelt af van 160 tot 120 °C en de koude vloeistof warmt op van 20 tot 55 °C. De LMTD-correctiefactor voor deze opstelling is F = 0,92, en U = 1000 W/(m²·K). Vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

Stoom condenseert bij een constante 105 °C aan de buitenkant van de buizen van een condensor met een warmtewisselend oppervlak van 1,5 m² en U = 3000 W/(m²·K). Koelwater (2 kg/s, c_p = 4,18 kJ/(kg·K)) komt de buizen binnen op 25 °C. Vind de uittredetemperatuur van het water T_c,out.

In een dubbelepijpwarmtewisselaar met tegenstroom stroomt hete olie (0,3 kg/s, c_p = 2,5 kJ/(kg·K)) door de binnenbuis en koelt af van 110 tot 65 °C. Water (1,5 kg/s, c_p = 4,18 kJ/(kg·K)) in de ringspleet komt binnen op 25 °C. De binnenbuis heeft een diameter van 32 mm, en U = 200 W/(m²·K) is op deze diameter gebaseerd. Vind de benodigde buislengte L.