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 °C10 °C30 °CΔT₁ΔT₂meestroom

In een meestroomwarmtewisselaar koelt de warme vloeistof af van 100 tot 50 °C terwijl de koude vloeistof opwarmt van 10 tot 30 °C. Vind het logaritmisch gemiddeld temperatuurverschil ΔTlm.

Th: 100 → 50 °CTc: 10 → 30 °C
ΔTlm = K
2.Makkelijk
lengteT155 °C130 °C100 °C25 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

In een tegenstroomwarmtewisselaar koelt de warme vloeistof af van 155 tot 130 °C terwijl de koude vloeistof opwarmt van 25 tot 100 °C. Vind het logaritmisch gemiddeld temperatuurverschil ΔTlm.

Th: 155 → 130 °CTc: 25 → 100 °C
ΔTlm = K
3.Gemiddeld
lengteT150 °C110 °C80 °C30 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Een tegenstroomwarmtewisselaar draagt 370 kW over. De warme vloeistof koelt af van 150 tot 110 °C en de koude vloeistof warmt op van 30 tot 80 °C. De warmtedoorgangscoëfficiënt is 500 W/(m²·K). Vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

Q̇ = 370 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 150 → 110 °CTc: 30 → 80 °C
A = m²
4.Gemiddeld
lengteT110 °C35 °C95 °C15 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Een tegenstroomwarmtewisselaar draagt 360 kW over. Het warmtewisselend oppervlak is 25 m². De warme vloeistof koelt af van 110 tot 35 °C en de koude vloeistof warmt op van 15 tot 95 °C. Vind de warmtedoorgangscoëfficiënt U.

Q̇ = 360 kWA = 25 m²Th: 110 → 35 °CTc: 15 → 95 °C
U = W/(m²·K)
5.Moeilijk
lengteT125 °C??25 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

In een tegenstroomwarmtewisselaar hebben beide stromen dezelfde warmtecapaciteitsstroom, ṁ·cp = 1 kW/K. De warme stroom komt binnen op 125 °C en de koude stroom op 25 °C. De wisselaar heeft A = 1,5 m² en U = 300 W/(m²·K). Vind de uittredetemperatuur van de warme stroom Th,out.

Ch = Cc = 1 kW/KTh,in = 125 °CTc,in = 25 °CA = 1,5 m²U = 300 W/(m²·K)
Th,out = °C
6.Moeilijk
lengteT130 °C100 °C55,89 °C20 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Warme olie (1 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) koelt af van 130 tot 100 °C in een tegenstroomwarmtewisselaar. Ze verwarmt 0,5 kg/s water (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) dat binnenkomt op 20 °C. Met U = 300 W/(m²·K), vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 130 → 100 °Cṁc = 0,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²

Antwoordenblad

  1. 1. ΔTlm = 46,54 K
  2. 2. ΔTlm = 77,32 K
  3. 3. A = 9,881 m²
  4. 4. U = 828,5 W/(m²·K)
  5. 5. Th,out = 93,97 °C
  6. 6. A = 3,246 m²

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