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
lengteT85 °C30 °C35 °C10 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

In een tegenstroomwarmtewisselaar koelt de warme vloeistof af van 85 tot 30 °C terwijl de koude vloeistof opwarmt van 10 tot 35 °C. Vind het logaritmisch gemiddeld temperatuurverschil ΔTlm.

Th: 85 → 30 °CTc: 10 → 35 °C
ΔTlm = K
2.Makkelijk

In een warmtewisselaar wordt 1 kg/s glycolmengsel (cp = 3,6 kJ/(kg·K)) verwarmd van 30 tot 90 °C. Vind de overgedragen warmtestroom Q̇.

ṁ = 1 kg/scp = 3,6 kJ/(kg·K)T: 30 → 90 °C
Q̇ = kW
3.Gemiddeld
lengteT130 °C95 °C85 °C15 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Een tegenstroomwarmtewisselaar draagt 120 kW over. De warme vloeistof koelt af van 130 tot 95 °C en de koude vloeistof warmt op van 15 tot 85 °C. De warmtedoorgangscoëfficiënt is 800 W/(m²·K). Vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

Q̇ = 120 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 130 → 95 °CTc: 15 → 85 °C
A = m²
4.Gemiddeld
lengteT110 °C60 °C35 °C25 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Een tegenstroomwarmtewisselaar draagt 400 kW over. De warme vloeistof koelt af van 110 tot 60 °C en de koude vloeistof warmt op van 25 tot 35 °C. De warmtedoorgangscoëfficiënt is 300 W/(m²·K). Vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

Q̇ = 400 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 110 → 60 °CTc: 25 → 35 °C
A = m²
5.Moeilijk
lengteT110 °C15 °C?ΔT₁ΔT₂condenserende stoom

Stoom condenseert bij een constante 110 °C aan de buitenkant van de buizen van een condensor met een warmtewisselend oppervlak van 2 m² en U = 3000 W/(m²·K). Koelwater (0,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) komt de buizen binnen op 15 °C. Vind de uittredetemperatuur van het water Tc,out.

Ts = 110 °CA = 2 m²U = 3000 W/(m²·K)ṁ = 0,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °C
Tc,out = °C
6.Moeilijk
lengteT125 °C40 °C103,5 °C10 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Warme olie (2 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) koelt af van 125 tot 40 °C in een tegenstroomwarmtewisselaar. Ze verwarmt 1 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: 125 → 40 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²

Antwoordenblad

  1. 1. ΔTlm = 32,74 K
  2. 2. Q̇ = 216 kW
  3. 3. A = 2,466 m²
  4. 4. A = 25,4 m²
  5. 5. Tc,out = 104,6 °C
  6. 6. A = 51,13 m²

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