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
lengteT155 °C140 °C20 °C10 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

In een tegenstroomwarmtewisselaar koelt de warme vloeistof af van 155 tot 140 °C terwijl de koude vloeistof opwarmt van 10 tot 20 °C. Vind het logaritmisch gemiddeld temperatuurverschil ΔTlm.

Th: 155 → 140 °CTc: 10 → 20 °C
ΔTlm = K
2.Makkelijk
lengteT135 °C80 °C?25 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Hete olie (1,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) koelt af van 135 tot 80 °C in een tegenstroomwisselaar. Die verwarmt 3 kg/s water (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) dat binnenkomt op 25 °C. Er gaat geen warmte verloren naar de omgeving. Vind de uittredetemperatuur van het water Tc,out.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 135 → 80 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °C
Tc,out = °C
3.Gemiddeld
lengteT120 °C65 °C95 °C10 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Een tegenstroomwarmtewisselaar draagt 410 kW over. De warme vloeistof koelt af van 120 tot 65 °C en de koude vloeistof warmt op van 10 tot 95 °C. De warmtedoorgangscoëfficiënt is 1500 W/(m²·K). Vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

Q̇ = 410 kWU = 1500 W/(m²·K)Th: 120 → 65 °CTc: 10 → 95 °C
A = m²
4.Gemiddeld
lengteT85 °C45 °C50 °C30 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Een tegenstroomwarmtewisselaar draagt 430 kW over. De warme vloeistof koelt af van 85 tot 45 °C en de koude vloeistof warmt op van 30 tot 50 °C. De warmtedoorgangscoëfficiënt is 1500 W/(m²·K). Vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

Q̇ = 430 kWU = 1500 W/(m²·K)Th: 85 → 45 °CTc: 30 → 50 °C
A = m²
5.Moeilijk
lengteT170 °C75 °C77,27 °C25 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Warme olie (1,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) koelt af van 170 tot 75 °C in een tegenstroomwarmtewisselaar. Ze verwarmt 1,5 kg/s water (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) dat binnenkomt op 25 °C. Met U = 1000 W/(m²·K), vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 170 → 75 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²
6.Moeilijk
lengteT145 °C??15 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

In een tegenstroomwarmtewisselaar hebben beide stromen dezelfde warmtecapaciteitsstroom, ṁ·cp = 4 kW/K. De warme stroom komt binnen op 145 °C en de koude stroom op 15 °C. De wisselaar heeft A = 6 m² en U = 300 W/(m²·K). Vind de uittredetemperatuur van de warme stroom Th,out.

Ch = Cc = 4 kW/KTh,in = 145 °CTc,in = 15 °CA = 6 m²U = 300 W/(m²·K)
Th,out = °C

Antwoordenblad

  1. 1. ΔTlm = 132,5 K
  2. 2. Tc,out = 41,45 °C
  3. 3. A = 7,184 m²
  4. 4. A = 12,14 m²
  5. 5. A = 4,738 m²
  6. 6. Th,out = 104,7 °C

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