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
lengteT95 °C55 °C50 °C15 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Een tegenstroomwarmtewisselaar heeft een warmtewisselend oppervlak van 8 m² en een warmtedoorgangscoëfficiënt van 1000 W/(m²·K). De warme vloeistof koelt af van 95 tot 55 °C en de koude vloeistof warmt op van 15 tot 50 °C. Vind de overgedragen warmtestroom Q̇.

A = 8 m²U = 1000 W/(m²·K)Th: 95 → 55 °CTc: 15 → 50 °C
Q̇ = kW
2.Makkelijk
lengteT175 °C65 °C135 °C10 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Een tegenstroomwarmtewisselaar heeft een warmtewisselend oppervlak van 1,5 m² en een warmtedoorgangscoëfficiënt van 1000 W/(m²·K). De warme vloeistof koelt af van 175 tot 65 °C en de koude vloeistof warmt op van 10 tot 135 °C. Vind de overgedragen warmtestroom Q̇.

A = 1,5 m²U = 1000 W/(m²·K)Th: 175 → 65 °CTc: 10 → 135 °C
Q̇ = kW
3.Gemiddeld
lengteT120 °C10 °C25 °CΔT₁ΔT₂condenserende stoom

In een condensor condenseert stoom bij een constante 120 °C aan de buitenkant van de buizen. Koelwater (1,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) stroomt door de buizen en warmt op van 10 tot 25 °C. De warmtedoorgangscoëfficiënt is 1500 W/(m²·K). Vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

Ts = 120 °Cṁ = 1,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 10 → 25 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²
4.Gemiddeld
lengteT155 °C135 °C70 °C15 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Een tegenstroomwarmtewisselaar draagt 490 kW over. Het warmtewisselend oppervlak is 1 m². De warme vloeistof koelt af van 155 tot 135 °C en de koude vloeistof warmt op van 15 tot 70 °C. Vind de warmtedoorgangscoëfficiënt U.

Q̇ = 490 kWA = 1 m²Th: 155 → 135 °CTc: 15 → 70 °C
U = W/(m²·K)
5.Moeilijk
lengteT105 °C20 °C?ΔT₁ΔT₂condenserende stoom

Stoom condenseert bij een constante 105 °C aan de buitenkant van de buizen van een condensor met een warmtewisselend oppervlak van 5 m² en U = 1500 W/(m²·K). Koelwater (1 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) komt de buizen binnen op 20 °C. Vind de uittredetemperatuur van het water Tc,out.

Ts = 105 °CA = 5 m²U = 1500 W/(m²·K)ṁ = 1 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °C
Tc,out = °C
6.Moeilijk
lengteT150 °C85 °C?25 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

In een dubbelepijpwarmtewisselaar met tegenstroom stroomt hete olie (0,8 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) door de binnenbuis en koelt af van 150 tot 85 °C. Water (0,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) in de ringspleet komt binnen op 25 °C. De binnenbuis heeft een diameter van 50 mm, en U = 150 W/(m²·K) is op deze diameter gebaseerd. Vind de benodigde buislengte L.

ṁh = 0,8 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 150 → 85 °Cṁc = 0,5 kg/sTc,in = 25 °CD = 50 mmU = 150 W/(m²·K)
L = m

Antwoordenblad

  1. 1. Q̇ = 339,6 kW
  2. 2. Q̇ = 70,65 kW
  3. 3. A = 0,6128 m²
  4. 4. U = 4828 W/(m²·K)
  5. 5. Tc,out = 90,87 °C
  6. 6. L = 89,88 m

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