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 °C115 °C15 °C45 °CΔT₁ΔT₂meestroom

In een meestroomwarmtewisselaar koelt de warme vloeistof af van 160 tot 115 °C terwijl de koude vloeistof opwarmt van 15 tot 45 °C. Vind het logaritmisch gemiddeld temperatuurverschil ΔTlm.

Th: 160 → 115 °CTc: 15 → 45 °C
ΔTlm = K
2.Makkelijk
lengteT120 °C90 °C40 °C15 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

In een tegenstroomwarmtewisselaar koelt de warme vloeistof af van 120 tot 90 °C terwijl de koude vloeistof opwarmt van 15 tot 40 °C. Vind het logaritmisch gemiddeld temperatuurverschil ΔTlm.

Th: 120 → 90 °CTc: 15 → 40 °C
ΔTlm = K
3.Gemiddeld
lengteT110 °C55 °C45 °C25 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Een tegenstroomwarmtewisselaar draagt 160 kW over. De warme vloeistof koelt af van 110 tot 55 °C en de koude vloeistof warmt op van 25 tot 45 °C. De warmtedoorgangscoëfficiënt is 500 W/(m²·K). Vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

Q̇ = 160 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 110 → 55 °CTc: 25 → 45 °C
A = m²
4.Gemiddeld
lengteT170 °C110 °C150 °C10 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Een tegenstroomwarmtewisselaar draagt 320 kW over. De warme vloeistof koelt af van 170 tot 110 °C en de koude vloeistof warmt op van 10 tot 150 °C. De warmtedoorgangscoëfficiënt is 1500 W/(m²·K). Vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

Q̇ = 320 kWU = 1500 W/(m²·K)Th: 170 → 110 °CTc: 10 → 150 °C
A = m²
5.Moeilijk
lengteT150 °C50 °C?15 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

In een dubbelepijpwarmtewisselaar met tegenstroom stroomt hete olie (0,2 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) door de binnenbuis en koelt af van 150 tot 50 °C. Water (1,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) in de ringspleet komt binnen op 15 °C. De binnenbuis heeft een diameter van 50 mm, en U = 200 W/(m²·K) is op deze diameter gebaseerd. Vind de benodigde buislengte L.

ṁh = 0,2 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 150 → 50 °Cṁc = 1,5 kg/sTc,in = 15 °CD = 50 mmU = 200 W/(m²·K)
L = m
6.Moeilijk
lengteT110 °C30 °C?ΔT₁ΔT₂condenserende stoom

Stoom condenseert bij een constante 110 °C aan de buitenkant van de buizen van een condensor met een warmtewisselend oppervlak van 6 m² en U = 2500 W/(m²·K). Koelwater (1,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) komt de buizen binnen op 30 °C. Vind de uittredetemperatuur van het water Tc,out.

Ts = 110 °CA = 6 m²U = 2500 W/(m²·K)ṁ = 1,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °C
Tc,out = °C

Antwoordenblad

  1. 1. ΔTlm = 103 K
  2. 2. ΔTlm = 77,47 K
  3. 3. A = 7,069 m²
  4. 4. A = 4,292 m²
  5. 5. L = 22,29 m
  6. 6. Tc,out = 102,7 °C

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