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
lengteT100 °C65 °C80 °C20 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Een tegenstroomwarmtewisselaar heeft een warmtewisselend oppervlak van 10 m² en een warmtedoorgangscoëfficiënt van 1000 W/(m²·K). De warme vloeistof koelt af van 100 tot 65 °C en de koude vloeistof warmt op van 20 tot 80 °C. Vind de overgedragen warmtestroom Q̇.

A = 10 m²U = 1000 W/(m²·K)Th: 100 → 65 °CTc: 20 → 80 °C
Q̇ = kW
2.Makkelijk
lengteT150 °C120 °C70 °C20 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

In een tegenstroomwarmtewisselaar koelt de warme vloeistof af van 150 tot 120 °C terwijl de koude vloeistof opwarmt van 20 tot 70 °C. Vind het logaritmisch gemiddeld temperatuurverschil ΔTlm.

Th: 150 → 120 °CTc: 20 → 70 °C
ΔTlm = K
3.Gemiddeld
lengteT105 °C15 °C40 °CΔT₁ΔT₂condenserende stoom

In een condensor condenseert stoom bij een constante 105 °C aan de buitenkant van de buizen. Koelwater (1 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) stroomt door de buizen en warmt op van 15 tot 40 °C. De warmtedoorgangscoëfficiënt is 1000 W/(m²·K). Vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

Ts = 105 °Cṁ = 1 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 15 → 40 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²
4.Gemiddeld
lengteT120 °C80 °C45 °C15 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Een tegenstroomwarmtewisselaar draagt 480 kW over. Het warmtewisselend oppervlak is 10 m². De warme vloeistof koelt af van 120 tot 80 °C en de koude vloeistof warmt op van 15 tot 45 °C. Vind de warmtedoorgangscoëfficiënt U.

Q̇ = 480 kWA = 10 m²Th: 120 → 80 °CTc: 15 → 45 °C
U = W/(m²·K)
5.Moeilijk
lengteT105 °C10 °C?ΔT₁ΔT₂condenserende stoom

Stoom condenseert bij een constante 105 °C aan de buitenkant van de buizen van een condensor met een warmtewisselend oppervlak van 1,5 m² en U = 3000 W/(m²·K). Koelwater (1 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) komt de buizen binnen op 10 °C. Vind de uittredetemperatuur van het water Tc,out.

Ts = 105 °CA = 1,5 m²U = 3000 W/(m²·K)ṁ = 1 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °C
Tc,out = °C
6.Moeilijk
lengteT80 °C60 °C27,99 °C25 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Warme olie (0,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) koelt af van 80 tot 60 °C in een tegenstroomwarmtewisselaar. Ze verwarmt 2 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 = 0,5 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 80 → 60 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²

Antwoordenblad

  1. 1. Q̇ = 308,3 kW
  2. 2. ΔTlm = 89,63 K
  3. 3. A = 1,36 m²
  4. 4. U = 686,9 W/(m²·K)
  5. 5. Tc,out = 72,63 °C
  6. 6. A = 1,164 m²

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