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
lengteT150 °C105 °C140 °C15 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

In een tegenstroomwarmtewisselaar koelt de warme vloeistof af van 150 tot 105 °C terwijl de koude vloeistof opwarmt van 15 tot 140 °C. Vind het logaritmisch gemiddeld temperatuurverschil ΔTlm.

Th: 150 → 105 °CTc: 15 → 140 °C
ΔTlm = K
2.Makkelijk
lengteT140 °C50 °C10 °C40 °CΔT₁ΔT₂meestroom

In een meestroomwarmtewisselaar koelt de warme vloeistof af van 140 tot 50 °C terwijl de koude vloeistof opwarmt van 10 tot 40 °C. Vind het logaritmisch gemiddeld temperatuurverschil ΔTlm.

Th: 140 → 50 °CTc: 10 → 40 °C
ΔTlm = K
3.Gemiddeld
lengteT115 °C90 °C20 °C60 °CΔT₁ΔT₂meestroom

Een meestroomwarmtewisselaar draagt 30 kW over. Het warmtewisselend oppervlak is 2 m². De warme vloeistof koelt af van 115 tot 90 °C en de koude vloeistof warmt op van 20 tot 60 °C. Vind de warmtedoorgangscoëfficiënt U.

Q̇ = 30 kWA = 2 m²Th: 115 → 90 °CTc: 20 → 60 °C
U = W/(m²·K)
4.Gemiddeld
lengteT130 °C45 °C70 °C30 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Een tegenstroomwarmtewisselaar draagt 370 kW over. De warme vloeistof koelt af van 130 tot 45 °C en de koude vloeistof warmt op van 30 tot 70 °C. De warmtedoorgangscoëfficiënt is 300 W/(m²·K). Vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

Q̇ = 370 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 130 → 45 °CTc: 30 → 70 °C
A = m²
5.Moeilijk
lengteT130 °C65 °C?20 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

In een dubbelepijpwarmtewisselaar met tegenstroom stroomt hete olie (0,3 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) door de binnenbuis en koelt af van 130 tot 65 °C. Water (0,2 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) in de ringspleet komt binnen op 20 °C. De binnenbuis heeft een diameter van 40 mm, en U = 500 W/(m²·K) is op deze diameter gebaseerd. Vind de benodigde buislengte L.

ṁh = 0,3 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 130 → 65 °Cṁc = 0,2 kg/sTc,in = 20 °CD = 40 mmU = 500 W/(m²·K)
L = m
6.Moeilijk
lengteT170 °C50 °C105,7 °C10 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Warme olie (2 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) koelt af van 170 tot 50 °C in een tegenstroomwarmtewisselaar. Ze verwarmt 1,5 kg/s water (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) dat binnenkomt op 10 °C. Met U = 200 W/(m²·K), vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 170 → 50 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 200 W/(m²·K)
A = m²

Antwoordenblad

  1. 1. ΔTlm = 36,41 K
  2. 2. ΔTlm = 46,78 K
  3. 3. U = 266 W/(m²·K)
  4. 4. A = 37,99 m²
  5. 5. L = 12,39 m
  6. 6. A = 58,6 m²

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