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
lengteT180 °C110 °C110 °C25 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

In een tegenstroomwarmtewisselaar koelt de warme vloeistof af van 180 tot 110 °C terwijl de koude vloeistof opwarmt van 25 tot 110 °C. Vind het logaritmisch gemiddeld temperatuurverschil ΔTlm.

Th: 180 → 110 °CTc: 25 → 110 °C
ΔTlm = K
2.Makkelijk
lengteT95 °C40 °C20 °C35 °CΔT₁ΔT₂meestroom

In een meestroomwarmtewisselaar koelt de warme vloeistof af van 95 tot 40 °C terwijl de koude vloeistof opwarmt van 20 tot 35 °C. Vind het logaritmisch gemiddeld temperatuurverschil ΔTlm.

Th: 95 → 40 °CTc: 20 → 35 °C
ΔTlm = K
3.Gemiddeld
lengteT140 °C95 °C30 °C90 °CΔT₁ΔT₂meestroom

Een meestroomwarmtewisselaar draagt 110 kW over. De warme vloeistof koelt af van 140 tot 95 °C en de koude vloeistof warmt op van 30 tot 90 °C. De warmtedoorgangscoëfficiënt is 300 W/(m²·K). Vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

Q̇ = 110 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 140 → 95 °CTc: 30 → 90 °C
A = m²
4.Gemiddeld
lengteT180 °C145 °C145 °C20 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Een tegenstroomwarmtewisselaar draagt 70 kW over. De warme vloeistof koelt af van 180 tot 145 °C en de koude vloeistof warmt op van 20 tot 145 °C. De warmtedoorgangscoëfficiënt is 1000 W/(m²·K). Vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

Q̇ = 70 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 180 → 145 °CTc: 20 → 145 °C
A = m²
5.Moeilijk
lengteT150 °C80 °C?25 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

In een dubbelepijpwarmtewisselaar met tegenstroom stroomt hete olie (0,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) door de binnenbuis en koelt af van 150 tot 80 °C. Water (0,8 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) in de ringspleet komt binnen op 25 °C. De binnenbuis heeft een diameter van 32 mm, en U = 500 W/(m²·K) is op deze diameter gebaseerd. Vind de benodigde buislengte L.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 150 → 80 °Cṁc = 0,8 kg/sTc,in = 25 °CD = 32 mmU = 500 W/(m²·K)
L = m
6.Moeilijk
lengteT80 °C??20 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

In een tegenstroomwarmtewisselaar hebben beide stromen dezelfde warmtecapaciteitsstroom, ṁ·cp = 1 kW/K. De warme stroom komt binnen op 80 °C en de koude stroom op 20 °C. De wisselaar heeft A = 4 m² en U = 200 W/(m²·K). Vind de uittredetemperatuur van de warme stroom Th,out.

Ch = Cc = 1 kW/KTh,in = 80 °CTc,in = 20 °CA = 4 m²U = 200 W/(m²·K)
Th,out = °C

Antwoordenblad

  1. 1. ΔTlm = 77,26 K
  2. 2. ΔTlm = 25,85 K
  3. 3. A = 10,79 m²
  4. 4. A = 0,9901 m²
  5. 5. L = 23,28 m
  6. 6. Th,out = 53,33 °C

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