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
lengteT85 °C70 °C55 °C20 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

In een tegenstroomwarmtewisselaar koelt de warme vloeistof af van 85 tot 70 °C terwijl de koude vloeistof opwarmt van 20 tot 55 °C. Vind het logaritmisch gemiddeld temperatuurverschil ΔTlm.

Th: 85 → 70 °CTc: 20 → 55 °C
ΔTlm = K
2.Makkelijk
lengteT100 °C55 °C25 °C15 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

In een tegenstroomwarmtewisselaar koelt de warme vloeistof af van 100 tot 55 °C terwijl de koude vloeistof opwarmt van 15 tot 25 °C. Vind het logaritmisch gemiddeld temperatuurverschil ΔTlm.

Th: 100 → 55 °CTc: 15 → 25 °C
ΔTlm = K
3.Gemiddeld
lengteT140 °C10 °C120 °CΔT₁ΔT₂condenserende stoom

In een condensor condenseert stoom bij een constante 140 °C aan de buitenkant van de buizen. Koelwater (1 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) stroomt door de buizen en warmt op van 10 tot 120 °C. De warmtedoorgangscoëfficiënt is 3500 W/(m²·K). Vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

Ts = 140 °Cṁ = 1 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 10 → 120 °CU = 3500 W/(m²·K)
A = m²
4.Gemiddeld
lengteT110 °C45 °C25 °C40 °CΔT₁ΔT₂meestroom

Een meestroomwarmtewisselaar draagt 240 kW over. De warme vloeistof koelt af van 110 tot 45 °C en de koude vloeistof warmt op van 25 tot 40 °C. De warmtedoorgangscoëfficiënt is 300 W/(m²·K). Vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

Q̇ = 240 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 110 → 45 °CTc: 25 → 40 °C
A = m²
5.Moeilijk
lengteT180 °C70 °C70,53 °C10 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Warme olie (1 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) koelt af van 180 tot 70 °C in een tegenstroomwarmtewisselaar. Ze verwarmt 1 kg/s water (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) dat binnenkomt op 10 °C. Met U = 300 W/(m²·K), vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 180 → 70 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²
6.Moeilijk
lengteT120 °C??10 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

In een tegenstroomwarmtewisselaar hebben beide stromen dezelfde warmtecapaciteitsstroom, ṁ·cp = 1 kW/K. De warme stroom komt binnen op 120 °C en de koude stroom op 10 °C. De wisselaar heeft A = 5 m² en U = 300 W/(m²·K). Vind de uittredetemperatuur van de warme stroom Th,out.

Ch = Cc = 1 kW/KTh,in = 120 °CTc,in = 10 °CA = 5 m²U = 300 W/(m²·K)
Th,out = °C

Antwoordenblad

  1. 1. ΔTlm = 39,15 K
  2. 2. ΔTlm = 55,68 K
  3. 3. A = 2,235 m²
  4. 4. A = 28,33 m²
  5. 5. A = 10,25 m²
  6. 6. Th,out = 54 °C

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