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
lengteT115 °C60 °C35 °C15 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Een tegenstroomwarmtewisselaar heeft een warmtewisselend oppervlak van 15 m² en een warmtedoorgangscoëfficiënt van 800 W/(m²·K). De warme vloeistof koelt af van 115 tot 60 °C en de koude vloeistof warmt op van 15 tot 35 °C. Vind de overgedragen warmtestroom Q̇.

A = 15 m²U = 800 W/(m²·K)Th: 115 → 60 °CTc: 15 → 35 °C
Q̇ = kW
2.Makkelijk
lengteT130 °C95 °C50 °C20 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Een tegenstroomwarmtewisselaar heeft een warmtewisselend oppervlak van 0,5 m² en een warmtedoorgangscoëfficiënt van 200 W/(m²·K). De warme vloeistof koelt af van 130 tot 95 °C en de koude vloeistof warmt op van 20 tot 50 °C. Vind de overgedragen warmtestroom Q̇.

A = 0,5 m²U = 200 W/(m²·K)Th: 130 → 95 °CTc: 20 → 50 °C
Q̇ = kW
3.Gemiddeld
lengteT100 °C45 °C65 °C30 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Een pijpenbundelwarmtewisselaar (één mantelgang, twee buisgangen) moet 670 kW overdragen. De warme vloeistof koelt af van 100 tot 45 °C en de koude vloeistof warmt op van 30 tot 65 °C. De LMTD-correctiefactor voor deze opstelling is F = 0,95, en U = 1000 W/(m²·K). Vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

Q̇ = 670 kWF = 0,95U = 1000 W/(m²·K)Th: 100 → 45 °CTc: 30 → 65 °C
A = m²
4.Gemiddeld
lengteT160 °C75 °C80 °C25 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Een tegenstroomwarmtewisselaar draagt 330 kW over. Het warmtewisselend oppervlak is 12 m². De warme vloeistof koelt af van 160 tot 75 °C en de koude vloeistof warmt op van 25 tot 80 °C. Vind de warmtedoorgangscoëfficiënt U.

Q̇ = 330 kWA = 12 m²Th: 160 → 75 °CTc: 25 → 80 °C
U = W/(m²·K)
5.Moeilijk
lengteT95 °C50 °C36,3 °C25 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Warme olie (1 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) koelt af van 95 tot 50 °C in een tegenstroomwarmtewisselaar. Ze verwarmt 2 kg/s water (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) dat binnenkomt op 25 °C. Met U = 1000 W/(m²·K), vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 95 → 50 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²
6.Moeilijk
lengteT125 °C55 °C?10 °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 125 tot 55 °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 32 mm, en U = 150 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: 125 → 55 °Cṁc = 0,3 kg/sTc,in = 10 °CD = 32 mmU = 150 W/(m²·K)
L = m

Antwoordenblad

  1. 1. Q̇ = 730 kW
  2. 2. Q̇ = 7,747 kW
  3. 3. A = 29,88 m²
  4. 4. U = 430,8 W/(m²·K)
  5. 5. A = 2,394 m²
  6. 6. L = 36,41 m

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