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
lengteT85 °C50 °C65 °C15 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

In een tegenstroomwarmtewisselaar koelt de warme vloeistof af van 85 tot 50 °C terwijl de koude vloeistof opwarmt van 15 tot 65 °C. Vind het logaritmisch gemiddeld temperatuurverschil ΔTlm.

Th: 85 → 50 °CTc: 15 → 65 °C
ΔTlm = K
2.Makkelijk
lengteT110 °C70 °C45 °C30 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

In een tegenstroomwarmtewisselaar koelt de warme vloeistof af van 110 tot 70 °C terwijl de koude vloeistof opwarmt van 30 tot 45 °C. Vind het logaritmisch gemiddeld temperatuurverschil ΔTlm.

Th: 110 → 70 °CTc: 30 → 45 °C
ΔTlm = K
3.Gemiddeld
lengteT150 °C110 °C100 °C30 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Een pijpenbundelwarmtewisselaar (één mantelgang, twee buisgangen) moet 100 kW overdragen. De warme vloeistof koelt af van 150 tot 110 °C en de koude vloeistof warmt op van 30 tot 100 °C. De LMTD-correctiefactor voor deze opstelling is F = 0,85, en U = 200 W/(m²·K). Vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

Q̇ = 100 kWF = 0,85U = 200 W/(m²·K)Th: 150 → 110 °CTc: 30 → 100 °C
A = m²
4.Gemiddeld
lengteT160 °C135 °C30 °C20 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Een pijpenbundelwarmtewisselaar (één mantelgang, twee buisgangen) moet 530 kW overdragen. De warme vloeistof koelt af van 160 tot 135 °C en de koude vloeistof warmt op van 20 tot 30 °C. De LMTD-correctiefactor voor deze opstelling is F = 0,92, en U = 800 W/(m²·K). Vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

Q̇ = 530 kWF = 0,92U = 800 W/(m²·K)Th: 160 → 135 °CTc: 20 → 30 °C
A = m²
5.Moeilijk
lengteT170 °C55 °C24,63 °C15 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Warme olie (0,5 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) koelt af van 170 tot 55 °C in een tegenstroomwarmtewisselaar. Ze verwarmt 3 kg/s water (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) dat binnenkomt op 15 °C. Met U = 1500 W/(m²·K), vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 170 → 55 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²
6.Moeilijk
lengteT135 °C65 °C?20 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

In een dubbelepijpwarmtewisselaar met tegenstroom stroomt hete olie (0,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) door de binnenbuis en koelt af van 135 tot 65 °C. Water (1,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) in de ringspleet komt binnen op 20 °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 = 0,5 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 135 → 65 °Cṁc = 1,5 kg/sTc,in = 20 °CD = 25 mmU = 500 W/(m²·K)
L = m

Antwoordenblad

  1. 1. ΔTlm = 26,8 K
  2. 2. ΔTlm = 51,49 K
  3. 3. A = 9,216 m²
  4. 4. A = 5,886 m²
  5. 5. A = 0,9858 m²
  6. 6. L = 29,4 m

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