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
lengteT165 °C125 °C?30 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Hete olie (2 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) koelt af van 165 tot 125 °C in een tegenstroomwisselaar. Die verwarmt 0,8 kg/s water (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) dat binnenkomt op 30 °C. Er gaat geen warmte verloren naar de omgeving. Vind de uittredetemperatuur van het water Tc,out.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 165 → 125 °Cṁc = 0,8 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °C
Tc,out = °C
2.Makkelijk
lengteT180 °C75 °C30 °C20 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

In een tegenstroomwarmtewisselaar koelt de warme vloeistof af van 180 tot 75 °C terwijl de koude vloeistof opwarmt van 20 tot 30 °C. Vind het logaritmisch gemiddeld temperatuurverschil ΔTlm.

Th: 180 → 75 °CTc: 20 → 30 °C
ΔTlm = K
3.Gemiddeld
lengteT90 °C55 °C30 °C40 °CΔT₁ΔT₂meestroom

Een meestroomwarmtewisselaar draagt 470 kW over. De warme vloeistof koelt af van 90 tot 55 °C en de koude vloeistof warmt op van 30 tot 40 °C. De warmtedoorgangscoëfficiënt is 200 W/(m²·K). Vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

Q̇ = 470 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 90 → 55 °CTc: 30 → 40 °C
A = m²
4.Gemiddeld
lengteT170 °C125 °C95 °C25 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Een tegenstroomwarmtewisselaar draagt 380 kW over. Het warmtewisselend oppervlak is 5 m². De warme vloeistof koelt af van 170 tot 125 °C en de koude vloeistof warmt op van 25 tot 95 °C. Vind de warmtedoorgangscoëfficiënt U.

Q̇ = 380 kWA = 5 m²Th: 170 → 125 °CTc: 25 → 95 °C
U = W/(m²·K)
5.Moeilijk
lengteT170 °C??10 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

In een tegenstroomwarmtewisselaar hebben beide stromen dezelfde warmtecapaciteitsstroom, ṁ·cp = 3 kW/K. De warme stroom komt binnen op 170 °C en de koude stroom op 10 °C. De wisselaar heeft A = 3 m² en U = 300 W/(m²·K). Vind de uittredetemperatuur van de warme stroom Th,out.

Ch = Cc = 3 kW/KTh,in = 170 °CTc,in = 10 °CA = 3 m²U = 300 W/(m²·K)
Th,out = °C
6.Moeilijk
lengteT150 °C100 °C65,02 °C10 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Warme olie (2 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) koelt af van 150 tot 100 °C in een tegenstroomwarmtewisselaar. Ze verwarmt 1 kg/s water (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) dat binnenkomt op 10 °C. Met U = 1500 W/(m²·K), vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 150 → 100 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²

Antwoordenblad

  1. 1. Tc,out = 85,02 °C
  2. 2. ΔTlm = 94,69 K
  3. 3. A = 72,4 m²
  4. 4. U = 874,6 W/(m²·K)
  5. 5. Th,out = 133,1 °C
  6. 6. A = 1,753 m²

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