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
lengteT150 °C90 °C110 °C25 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

In een tegenstroomwarmtewisselaar koelt de warme vloeistof af van 150 tot 90 °C terwijl de koude vloeistof opwarmt van 25 tot 110 °C. Vind het logaritmisch gemiddeld temperatuurverschil ΔTlm.

Th: 150 → 90 °CTc: 25 → 110 °C
ΔTlm = K
2.Makkelijk

In een warmtewisselaar wordt 1 kg/s ethanol (cp = 2,44 kJ/(kg·K)) verwarmd van 30 tot 50 °C. Vind de overgedragen warmtestroom Q̇.

ṁ = 1 kg/scp = 2,44 kJ/(kg·K)T: 30 → 50 °C
Q̇ = kW
3.Gemiddeld
lengteT135 °C90 °C25 °C75 °CΔT₁ΔT₂meestroom

Een meestroomwarmtewisselaar draagt 420 kW over. De warme vloeistof koelt af van 135 tot 90 °C en de koude vloeistof warmt op van 25 tot 75 °C. De warmtedoorgangscoëfficiënt is 1500 W/(m²·K). Vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

Q̇ = 420 kWU = 1500 W/(m²·K)Th: 135 → 90 °CTc: 25 → 75 °C
A = m²
4.Gemiddeld
lengteT150 °C105 °C65 °C15 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Een tegenstroomwarmtewisselaar draagt 300 kW over. De warme vloeistof koelt af van 150 tot 105 °C en de koude vloeistof warmt op van 15 tot 65 °C. De warmtedoorgangscoëfficiënt is 200 W/(m²·K). Vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

Q̇ = 300 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 150 → 105 °CTc: 15 → 65 °C
A = m²
5.Moeilijk
lengteT175 °C85 °C56,91 °C30 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Warme olie (1 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) koelt af van 175 tot 85 °C in een tegenstroomwarmtewisselaar. Ze verwarmt 2 kg/s water (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) dat binnenkomt op 30 °C. Met U = 200 W/(m²·K), vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 175 → 85 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 200 W/(m²·K)
A = m²
6.Moeilijk
lengteT110 °C45 °C20,44 °C15 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Warme olie (0,5 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) koelt af van 110 tot 45 °C in een tegenstroomwarmtewisselaar. Ze verwarmt 3 kg/s water (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) dat binnenkomt op 15 °C. Met U = 200 W/(m²·K), vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 110 → 45 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 200 W/(m²·K)
A = m²

Antwoordenblad

  1. 1. ΔTlm = 51,49 K
  2. 2. Q̇ = 48,8 kW
  3. 3. A = 5,872 m²
  4. 4. A = 17,15 m²
  5. 5. A = 13,63 m²
  6. 6. A = 6,267 m²

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