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 °C70 °C?10 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Hete olie (1 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) koelt af van 165 tot 70 °C in een tegenstroomwisselaar. Die verwarmt 0,8 kg/s water (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) dat binnenkomt op 10 °C. Er gaat geen warmte verloren naar de omgeving. Vind de uittredetemperatuur van het water Tc,out.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 165 → 70 °Cṁc = 0,8 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °C
Tc,out = °C
2.Makkelijk
lengteT140 °C95 °C120 °C20 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Een tegenstroomwarmtewisselaar heeft een warmtewisselend oppervlak van 15 m² en een warmtedoorgangscoëfficiënt van 1500 W/(m²·K). De warme vloeistof koelt af van 140 tot 95 °C en de koude vloeistof warmt op van 20 tot 120 °C. Vind de overgedragen warmtestroom Q̇.

A = 15 m²U = 1500 W/(m²·K)Th: 140 → 95 °CTc: 20 → 120 °C
Q̇ = kW
3.Gemiddeld
lengteT135 °C110 °C30 °C20 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Een tegenstroomwarmtewisselaar draagt 460 kW over. De warme vloeistof koelt af van 135 tot 110 °C en de koude vloeistof warmt op van 20 tot 30 °C. De warmtedoorgangscoëfficiënt is 1000 W/(m²·K). Vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

Q̇ = 460 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 135 → 110 °CTc: 20 → 30 °C
A = m²
4.Gemiddeld
lengteT120 °C105 °C20 °C90 °CΔT₁ΔT₂meestroom

Een meestroomwarmtewisselaar draagt 500 kW over. De warme vloeistof koelt af van 120 tot 105 °C en de koude vloeistof warmt op van 20 tot 90 °C. De warmtedoorgangscoëfficiënt is 800 W/(m²·K). Vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

Q̇ = 500 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 120 → 105 °CTc: 20 → 90 °C
A = m²
5.Moeilijk
lengteT120 °C15 °C?ΔT₁ΔT₂condenserende stoom

Stoom condenseert bij een constante 120 °C aan de buitenkant van de buizen van een condensor met een warmtewisselend oppervlak van 8 m² en U = 2000 W/(m²·K). Koelwater (2 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) komt de buizen binnen op 15 °C. Vind de uittredetemperatuur van het water Tc,out.

Ts = 120 °CA = 8 m²U = 2000 W/(m²·K)ṁ = 2 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °C
Tc,out = °C
6.Moeilijk
lengteT115 °C90 °C44,94 °C25 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Warme olie (2 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) koelt af van 115 tot 90 °C in een tegenstroomwarmtewisselaar. Ze verwarmt 1,5 kg/s water (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) dat binnenkomt op 25 °C. Met U = 500 W/(m²·K), vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 115 → 90 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²

Antwoordenblad

  1. 1. Tc,out = 75,34 °C
  2. 2. Q̇ = 936,3 kW
  3. 3. A = 4,727 m²
  4. 4. A = 13,95 m²
  5. 5. Tc,out = 104,5 °C
  6. 6. A = 3,704 m²

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