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 °C85 °C30 °C40 °CΔT₁ΔT₂meestroom

In een meestroomwarmtewisselaar koelt de warme vloeistof af van 150 tot 85 °C terwijl de koude vloeistof opwarmt van 30 tot 40 °C. Vind het logaritmisch gemiddeld temperatuurverschil ΔTlm.

Th: 150 → 85 °CTc: 30 → 40 °C
ΔTlm = K
2.Makkelijk
lengteT135 °C40 °C65 °C20 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Een tegenstroomwarmtewisselaar heeft een warmtewisselend oppervlak van 2 m² en een warmtedoorgangscoëfficiënt van 300 W/(m²·K). De warme vloeistof koelt af van 135 tot 40 °C en de koude vloeistof warmt op van 20 tot 65 °C. Vind de overgedragen warmtestroom Q̇.

A = 2 m²U = 300 W/(m²·K)Th: 135 → 40 °CTc: 20 → 65 °C
Q̇ = kW
3.Gemiddeld
lengteT85 °C60 °C25 °C55 °CΔT₁ΔT₂meestroom

Een meestroomwarmtewisselaar draagt 480 kW over. De warme vloeistof koelt af van 85 tot 60 °C en de koude vloeistof warmt op van 25 tot 55 °C. De warmtedoorgangscoëfficiënt is 1500 W/(m²·K). Vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

Q̇ = 480 kWU = 1500 W/(m²·K)Th: 85 → 60 °CTc: 25 → 55 °C
A = m²
4.Gemiddeld
lengteT135 °C100 °C20 °C70 °CΔT₁ΔT₂meestroom

Een meestroomwarmtewisselaar draagt 430 kW over. De warme vloeistof koelt af van 135 tot 100 °C en de koude vloeistof warmt op van 20 tot 70 °C. De warmtedoorgangscoëfficiënt is 1500 W/(m²·K). Vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

Q̇ = 430 kWU = 1500 W/(m²·K)Th: 135 → 100 °CTc: 20 → 70 °C
A = m²
5.Moeilijk
lengteT145 °C110 °C15,86 °C10 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Warme olie (1 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) koelt af van 145 tot 110 °C in een tegenstroomwarmtewisselaar. Ze verwarmt 3 kg/s water (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) dat binnenkomt op 10 °C. Met U = 200 W/(m²·K), vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 145 → 110 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 200 W/(m²·K)
A = m²
6.Moeilijk
lengteT120 °C65 °C?25 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

In een dubbelepijpwarmtewisselaar met tegenstroom stroomt hete olie (0,2 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) door de binnenbuis en koelt af van 120 tot 65 °C. Water (0,3 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) in de ringspleet komt binnen op 25 °C. De binnenbuis heeft een diameter van 25 mm, en U = 500 W/(m²·K) is op deze diameter gebaseerd. Vind de benodigde buislengte L.

ṁh = 0,2 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 120 → 65 °Cṁc = 0,3 kg/sTc,in = 25 °CD = 25 mmU = 500 W/(m²·K)
L = m

Antwoordenblad

  1. 1. ΔTlm = 76,47 K
  2. 2. Q̇ = 23,95 kW
  3. 3. A = 14,46 m²
  4. 4. A = 4,532 m²
  5. 5. A = 3,225 m²
  6. 6. L = 12,76 m

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