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
lengteT105 °C90 °C55 °C10 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

In een tegenstroomwarmtewisselaar koelt de warme vloeistof af van 105 tot 90 °C terwijl de koude vloeistof opwarmt van 10 tot 55 °C. Vind het logaritmisch gemiddeld temperatuurverschil ΔTlm.

Th: 105 → 90 °CTc: 10 → 55 °C
ΔTlm = K
2.Makkelijk
lengteT160 °C110 °C110 °C25 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

In een tegenstroomwarmtewisselaar koelt de warme vloeistof af van 160 tot 110 °C terwijl de koude vloeistof opwarmt van 25 tot 110 °C. Vind het logaritmisch gemiddeld temperatuurverschil ΔTlm.

Th: 160 → 110 °CTc: 25 → 110 °C
ΔTlm = K
3.Gemiddeld
lengteT150 °C75 °C15 °C25 °CΔT₁ΔT₂meestroom

Een meestroomwarmtewisselaar draagt 330 kW over. De warme vloeistof koelt af van 150 tot 75 °C en de koude vloeistof warmt op van 15 tot 25 °C. De warmtedoorgangscoëfficiënt is 200 W/(m²·K). Vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

Q̇ = 330 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 150 → 75 °CTc: 15 → 25 °C
A = m²
4.Gemiddeld
lengteT100 °C15 °C45 °CΔT₁ΔT₂condenserende stoom

In een condensor condenseert stoom bij een constante 100 °C aan de buitenkant van de buizen. Koelwater (5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) stroomt door de buizen en warmt op van 15 tot 45 °C. De warmtedoorgangscoëfficiënt is 3000 W/(m²·K). Vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

Ts = 100 °Cṁ = 5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 15 → 45 °CU = 3000 W/(m²·K)
A = m²
5.Moeilijk
lengteT130 °C25 °C?ΔT₁ΔT₂condenserende stoom

Stoom condenseert bij een constante 130 °C aan de buitenkant van de buizen van een condensor met een warmtewisselend oppervlak van 5 m² en U = 2000 W/(m²·K). Koelwater (2 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) komt de buizen binnen op 25 °C. Vind de uittredetemperatuur van het water Tc,out.

Ts = 130 °CA = 5 m²U = 2000 W/(m²·K)ṁ = 2 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °C
Tc,out = °C
6.Moeilijk
lengteT95 °C55 °C?15 °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 95 tot 55 °C. Water (0,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) in de ringspleet komt binnen op 15 °C. De binnenbuis heeft een diameter van 20 mm, en U = 500 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: 95 → 55 °Cṁc = 0,5 kg/sTc,in = 15 °CD = 20 mmU = 500 W/(m²·K)
L = m

Antwoordenblad

  1. 1. ΔTlm = 63,83 K
  2. 2. ΔTlm = 65,96 K
  3. 3. A = 19,28 m²
  4. 4. A = 3,033 m²
  5. 5. Tc,out = 98,25 °C
  6. 6. L = 18,45 m

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