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
lengteT170 °C150 °C130 °C10 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

In een tegenstroomwarmtewisselaar koelt de warme vloeistof af van 170 tot 150 °C terwijl de koude vloeistof opwarmt van 10 tot 130 °C. Vind het logaritmisch gemiddeld temperatuurverschil ΔTlm.

Th: 170 → 150 °CTc: 10 → 130 °C
ΔTlm = K
2.Makkelijk
lengteT140 °C90 °C65 °C25 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

In een tegenstroomwarmtewisselaar koelt de warme vloeistof af van 140 tot 90 °C terwijl de koude vloeistof opwarmt van 25 tot 65 °C. Vind het logaritmisch gemiddeld temperatuurverschil ΔTlm.

Th: 140 → 90 °CTc: 25 → 65 °C
ΔTlm = K
3.Gemiddeld
lengteT165 °C145 °C20 °C30 °CΔT₁ΔT₂meestroom

Een meestroomwarmtewisselaar draagt 440 kW over. De warme vloeistof koelt af van 165 tot 145 °C en de koude vloeistof warmt op van 20 tot 30 °C. De warmtedoorgangscoëfficiënt is 1500 W/(m²·K). Vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

Q̇ = 440 kWU = 1500 W/(m²·K)Th: 165 → 145 °CTc: 20 → 30 °C
A = m²
4.Gemiddeld
lengteT170 °C60 °C145 °C10 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Een pijpenbundelwarmtewisselaar (één mantelgang, twee buisgangen) moet 760 kW overdragen. De warme vloeistof koelt af van 170 tot 60 °C en de koude vloeistof warmt op van 10 tot 145 °C. De LMTD-correctiefactor voor deze opstelling is F = 0,88, en U = 800 W/(m²·K). Vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

Q̇ = 760 kWF = 0,88U = 800 W/(m²·K)Th: 170 → 60 °CTc: 10 → 145 °C
A = m²
5.Moeilijk
lengteT135 °C65 °C16,42 °C10 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Warme olie (0,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) koelt af van 135 tot 65 °C in een tegenstroomwarmtewisselaar. Ze verwarmt 3 kg/s water (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) dat binnenkomt op 10 °C. Met U = 800 W/(m²·K), vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 135 → 65 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²
6.Moeilijk
lengteT145 °C95 °C?10 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

In een dubbelepijpwarmtewisselaar met tegenstroom stroomt hete olie (0,2 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) door de binnenbuis en koelt af van 145 tot 95 °C. Water (0,3 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) in de ringspleet komt binnen op 10 °C. De binnenbuis heeft een diameter van 25 mm, en U = 200 W/(m²·K) is op deze diameter gebaseerd. Vind de benodigde buislengte L.

ṁh = 0,2 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 145 → 95 °Cṁc = 0,3 kg/sTc,in = 10 °CD = 25 mmU = 200 W/(m²·K)
L = m

Antwoordenblad

  1. 1. ΔTlm = 79,82 K
  2. 2. ΔTlm = 69,88 K
  3. 3. A = 2,267 m²
  4. 4. A = 29,93 m²
  5. 5. A = 1,216 m²
  6. 6. L = 13,27 m

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