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
lengteT100 °C65 °C65 °C20 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

In een tegenstroomwarmtewisselaar koelt de warme vloeistof af van 100 tot 65 °C terwijl de koude vloeistof opwarmt van 20 tot 65 °C. Vind het logaritmisch gemiddeld temperatuurverschil ΔTlm.

Th: 100 → 65 °CTc: 20 → 65 °C
ΔTlm = K
2.Makkelijk
lengteT150 °C110 °C130 °C20 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

In een tegenstroomwarmtewisselaar koelt de warme vloeistof af van 150 tot 110 °C terwijl de koude vloeistof opwarmt van 20 tot 130 °C. Vind het logaritmisch gemiddeld temperatuurverschil ΔTlm.

Th: 150 → 110 °CTc: 20 → 130 °C
ΔTlm = K
3.Gemiddeld
lengteT80 °C40 °C20 °C35 °CΔT₁ΔT₂meestroom

Een meestroomwarmtewisselaar draagt 480 kW over. Het warmtewisselend oppervlak is 25 m². De warme vloeistof koelt af van 80 tot 40 °C en de koude vloeistof warmt op van 20 tot 35 °C. Vind de warmtedoorgangscoëfficiënt U.

Q̇ = 480 kWA = 25 m²Th: 80 → 40 °CTc: 20 → 35 °C
U = W/(m²·K)
4.Gemiddeld
lengteT85 °C35 °C50 °C20 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Een tegenstroomwarmtewisselaar draagt 370 kW over. De warme vloeistof koelt af van 85 tot 35 °C en de koude vloeistof warmt op van 20 tot 50 °C. De warmtedoorgangscoëfficiënt is 1000 W/(m²·K). Vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

Q̇ = 370 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 85 → 35 °CTc: 20 → 50 °C
A = m²
5.Moeilijk
lengteT140 °C55 °C76,77 °C30 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Warme olie (0,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) koelt af van 140 tot 55 °C in een tegenstroomwarmtewisselaar. Ze verwarmt 0,5 kg/s water (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) dat binnenkomt op 30 °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: 140 → 55 °Cṁc = 0,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²
6.Moeilijk
lengteT125 °C60 °C10 °C?ΔT₁ΔT₂meestroom

In een dubbelepijpwarmtewisselaar met meestroom stroomt hete olie (1 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) door de binnenbuis en koelt af van 125 tot 60 °C. Water (0,8 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) in de ringspleet komt binnen op 10 °C. De binnenbuis heeft een diameter van 32 mm, en U = 300 W/(m²·K) is op deze diameter gebaseerd. Vind de benodigde buislengte L.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 125 → 60 °Cṁc = 0,8 kg/sTc,in = 10 °CD = 32 mmU = 300 W/(m²·K)
L = m

Antwoordenblad

  1. 1. ΔTlm = 39,79 K
  2. 2. ΔTlm = 46,54 K
  3. 3. U = 867,5 W/(m²·K)
  4. 4. A = 15,68 m²
  5. 5. A = 2,966 m²
  6. 6. L = 139,1 m

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