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
lengteT145 °C100 °C?30 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Hete olie (0,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) koelt af van 145 tot 100 °C in een tegenstroomwisselaar. Die verwarmt 0,5 kg/s water (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) dat binnenkomt op 30 °C. Er gaat geen warmte verloren naar de omgeving. Vind de uittredetemperatuur van het water Tc,out.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 145 → 100 °Cṁc = 0,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °C
Tc,out = °C
2.Makkelijk
lengteT80 °C60 °C50 °C25 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

In een tegenstroomwarmtewisselaar koelt de warme vloeistof af van 80 tot 60 °C terwijl de koude vloeistof opwarmt van 25 tot 50 °C. Vind het logaritmisch gemiddeld temperatuurverschil ΔTlm.

Th: 80 → 60 °CTc: 25 → 50 °C
ΔTlm = K
3.Gemiddeld
lengteT135 °C80 °C25 °C55 °CΔT₁ΔT₂meestroom

Een meestroomwarmtewisselaar draagt 420 kW over. De warme vloeistof koelt af van 135 tot 80 °C en de koude vloeistof warmt op van 25 tot 55 °C. De warmtedoorgangscoëfficiënt is 1000 W/(m²·K). Vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

Q̇ = 420 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 135 → 80 °CTc: 25 → 55 °C
A = m²
4.Gemiddeld
lengteT175 °C110 °C25 °C90 °CΔT₁ΔT₂meestroom

Een meestroomwarmtewisselaar draagt 410 kW over. De warme vloeistof koelt af van 175 tot 110 °C en de koude vloeistof warmt op van 25 tot 90 °C. De warmtedoorgangscoëfficiënt is 1000 W/(m²·K). Vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

Q̇ = 410 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 175 → 110 °CTc: 25 → 90 °C
A = m²
5.Moeilijk
lengteT145 °C110 °C15 °C?ΔT₁ΔT₂meestroom

In een dubbelepijpwarmtewisselaar met meestroom stroomt hete olie (0,8 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) door de binnenbuis en koelt af van 145 tot 110 °C. Water (0,2 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) in de ringspleet komt binnen op 15 °C. De binnenbuis heeft een diameter van 25 mm, en U = 300 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: 145 → 110 °Cṁc = 0,2 kg/sTc,in = 15 °CD = 25 mmU = 300 W/(m²·K)
L = m
6.Moeilijk
lengteT160 °C140 °C30,02 °C25 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Warme olie (1,5 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) koelt af van 160 tot 140 °C in een tegenstroomwarmtewisselaar. Ze verwarmt 3 kg/s water (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) dat binnenkomt op 25 °C. Met U = 300 W/(m²·K), vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 160 → 140 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²

Antwoordenblad

  1. 1. Tc,out = 56,91 °C
  2. 2. ΔTlm = 32,44 K
  3. 3. A = 7,321 m²
  4. 4. A = 6,355 m²
  5. 5. L = 61,19 m
  6. 6. A = 1,717 m²

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