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
lengteT155 °C130 °C25 °C65 °CΔT₁ΔT₂meestroom

In een meestroomwarmtewisselaar koelt de warme vloeistof af van 155 tot 130 °C terwijl de koude vloeistof opwarmt van 25 tot 65 °C. Vind het logaritmisch gemiddeld temperatuurverschil ΔTlm.

Th: 155 → 130 °CTc: 25 → 65 °C
ΔTlm = K
2.Makkelijk

In een warmtewisselaar wordt 1 kg/s water (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) verwarmd van 25 tot 40 °C. Vind de overgedragen warmtestroom Q̇.

ṁ = 1 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)T: 25 → 40 °C
Q̇ = kW
3.Gemiddeld
lengteT160 °C105 °C100 °C30 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Een pijpenbundelwarmtewisselaar (één mantelgang, twee buisgangen) moet 710 kW overdragen. De warme vloeistof koelt af van 160 tot 105 °C en de koude vloeistof warmt op van 30 tot 100 °C. De LMTD-correctiefactor voor deze opstelling is F = 0,85, en U = 1000 W/(m²·K). Vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

Q̇ = 710 kWF = 0,85U = 1000 W/(m²·K)Th: 160 → 105 °CTc: 30 → 100 °C
A = m²
4.Gemiddeld
lengteT150 °C85 °C95 °C10 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Een pijpenbundelwarmtewisselaar (één mantelgang, twee buisgangen) moet 100 kW overdragen. De warme vloeistof koelt af van 150 tot 85 °C en de koude vloeistof warmt op van 10 tot 95 °C. De LMTD-correctiefactor voor deze opstelling is F = 0,95, en U = 1000 W/(m²·K). Vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

Q̇ = 100 kWF = 0,95U = 1000 W/(m²·K)Th: 150 → 85 °CTc: 10 → 95 °C
A = m²
5.Moeilijk
lengteT95 °C??15 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

In een tegenstroomwarmtewisselaar hebben beide stromen dezelfde warmtecapaciteitsstroom, ṁ·cp = 1,5 kW/K. De warme stroom komt binnen op 95 °C en de koude stroom op 15 °C. De wisselaar heeft A = 6 m² en U = 300 W/(m²·K). Vind de uittredetemperatuur van de warme stroom Th,out.

Ch = Cc = 1,5 kW/KTh,in = 95 °CTc,in = 15 °CA = 6 m²U = 300 W/(m²·K)
Th,out = °C
6.Moeilijk
lengteT145 °C??30 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

In een tegenstroomwarmtewisselaar hebben beide stromen dezelfde warmtecapaciteitsstroom, ṁ·cp = 0,5 kW/K. De warme stroom komt binnen op 145 °C en de koude stroom op 30 °C. De wisselaar heeft A = 1 m² en U = 300 W/(m²·K). Vind de uittredetemperatuur van de warme stroom Th,out.

Ch = Cc = 0,5 kW/KTh,in = 145 °CTc,in = 30 °CA = 1 m²U = 300 W/(m²·K)
Th,out = °C

Antwoordenblad

  1. 1. ΔTlm = 93,78 K
  2. 2. Q̇ = 62,7 kW
  3. 3. A = 12,43 m²
  4. 4. A = 1,632 m²
  5. 5. Th,out = 51,36 °C
  6. 6. Th,out = 101,9 °C

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