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
lengteT175 °C30 °C160 °C10 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Een tegenstroomwarmtewisselaar heeft een warmtewisselend oppervlak van 12 m² en een warmtedoorgangscoëfficiënt van 1000 W/(m²·K). De warme vloeistof koelt af van 175 tot 30 °C en de koude vloeistof warmt op van 10 tot 160 °C. Vind de overgedragen warmtestroom Q̇.

A = 12 m²U = 1000 W/(m²·K)Th: 175 → 30 °CTc: 10 → 160 °C
Q̇ = kW
2.Makkelijk
lengteT100 °C85 °C55 °C30 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

In een tegenstroomwarmtewisselaar koelt de warme vloeistof af van 100 tot 85 °C terwijl de koude vloeistof opwarmt van 30 tot 55 °C. Vind het logaritmisch gemiddeld temperatuurverschil ΔTlm.

Th: 100 → 85 °CTc: 30 → 55 °C
ΔTlm = K
3.Gemiddeld
lengteT120 °C75 °C50 °C15 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Een tegenstroomwarmtewisselaar draagt 390 kW over. De warme vloeistof koelt af van 120 tot 75 °C en de koude vloeistof warmt op van 15 tot 50 °C. De warmtedoorgangscoëfficiënt is 1500 W/(m²·K). Vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

Q̇ = 390 kWU = 1500 W/(m²·K)Th: 120 → 75 °CTc: 15 → 50 °C
A = m²
4.Gemiddeld
lengteT130 °C10 °C45 °CΔT₁ΔT₂condenserende stoom

In een condensor condenseert stoom bij een constante 130 °C aan de buitenkant van de buizen. Koelwater (3 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) stroomt door de buizen en warmt op van 10 tot 45 °C. De warmtedoorgangscoëfficiënt is 3000 W/(m²·K). Vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

Ts = 130 °Cṁ = 3 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 10 → 45 °CU = 3000 W/(m²·K)
A = m²
5.Moeilijk
lengteT115 °C35 °C68,69 °C10 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Warme olie (2 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) koelt af van 115 tot 35 °C in een tegenstroomwarmtewisselaar. Ze verwarmt 1,5 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 = 2 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 115 → 35 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²
6.Moeilijk
lengteT140 °C75 °C44,16 °C15 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Warme olie (1,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) koelt af van 140 tot 75 °C in een tegenstroomwarmtewisselaar. Ze verwarmt 2 kg/s water (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) dat binnenkomt op 15 °C. Met U = 500 W/(m²·K), vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 140 → 75 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²

Antwoordenblad

  1. 1. Q̇ = 208,6 kW
  2. 2. ΔTlm = 49,83 K
  3. 3. A = 4,008 m²
  4. 4. A = 1,441 m²
  5. 5. A = 35,49 m²
  6. 6. A = 6,37 m²

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