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

In een warmtewisselaar wordt 1,5 kg/s lichte olie (cp = 2,1 kJ/(kg·K)) afgekoeld van 60 tot 35 °C. Vind de overgedragen warmtestroom Q̇.

ṁ = 1,5 kg/scp = 2,1 kJ/(kg·K)T: 60 → 35 °C
Q̇ = kW
2.Makkelijk
lengteT145 °C80 °C115 °C10 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

In een tegenstroomwarmtewisselaar koelt de warme vloeistof af van 145 tot 80 °C terwijl de koude vloeistof opwarmt van 10 tot 115 °C. Vind het logaritmisch gemiddeld temperatuurverschil ΔTlm.

Th: 145 → 80 °CTc: 10 → 115 °C
ΔTlm = K
3.Gemiddeld
lengteT135 °C85 °C15 °C75 °CΔT₁ΔT₂meestroom

Een meestroomwarmtewisselaar draagt 40 kW over. Het warmtewisselend oppervlak is 5 m². De warme vloeistof koelt af van 135 tot 85 °C en de koude vloeistof warmt op van 15 tot 75 °C. Vind de warmtedoorgangscoëfficiënt U.

Q̇ = 40 kWA = 5 m²Th: 135 → 85 °CTc: 15 → 75 °C
U = W/(m²·K)
4.Gemiddeld
lengteT110 °C75 °C95 °C30 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Een tegenstroomwarmtewisselaar draagt 330 kW over. De warme vloeistof koelt af van 110 tot 75 °C en de koude vloeistof warmt op van 30 tot 95 °C. De warmtedoorgangscoëfficiënt is 1000 W/(m²·K). Vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

Q̇ = 330 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 110 → 75 °CTc: 30 → 95 °C
A = m²
5.Moeilijk
lengteT95 °C??25 °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 25 °C. De wisselaar heeft A = 1 m² en U = 800 W/(m²·K). Vind de uittredetemperatuur van de warme stroom Th,out.

Ch = Cc = 1,5 kW/KTh,in = 95 °CTc,in = 25 °CA = 1 m²U = 800 W/(m²·K)
Th,out = °C
6.Moeilijk
lengteT145 °C105 °C?10 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

In een dubbelepijpwarmtewisselaar met tegenstroom stroomt hete olie (0,3 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) door de binnenbuis en koelt af van 145 tot 105 °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 = 200 W/(m²·K) is op deze diameter gebaseerd. Vind de benodigde buislengte L.

ṁh = 0,3 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 145 → 105 °Cṁc = 0,8 kg/sTc,in = 10 °CD = 32 mmU = 200 W/(m²·K)
L = m

Antwoordenblad

  1. 1. Q̇ = 78,75 kW
  2. 2. ΔTlm = 47,21 K
  3. 3. U = 180,7 W/(m²·K)
  4. 4. A = 12,08 m²
  5. 5. Th,out = 70,65 °C
  6. 6. L = 13,59 m

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