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
lengteT110 °C95 °C40 °C20 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

In een tegenstroomwarmtewisselaar koelt de warme vloeistof af van 110 tot 95 °C terwijl de koude vloeistof opwarmt van 20 tot 40 °C. Vind het logaritmisch gemiddeld temperatuurverschil ΔTlm.

Th: 110 → 95 °CTc: 20 → 40 °C
ΔTlm = K
2.Makkelijk
lengteT150 °C125 °C135 °C10 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

In een tegenstroomwarmtewisselaar koelt de warme vloeistof af van 150 tot 125 °C terwijl de koude vloeistof opwarmt van 10 tot 135 °C. Vind het logaritmisch gemiddeld temperatuurverschil ΔTlm.

Th: 150 → 125 °CTc: 10 → 135 °C
ΔTlm = K
3.Gemiddeld
lengteT130 °C25 °C120 °C10 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Een tegenstroomwarmtewisselaar draagt 410 kW over. De warme vloeistof koelt af van 130 tot 25 °C en de koude vloeistof warmt op van 10 tot 120 °C. De warmtedoorgangscoëfficiënt is 500 W/(m²·K). Vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

Q̇ = 410 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 130 → 25 °CTc: 10 → 120 °C
A = m²
4.Gemiddeld
lengteT180 °C155 °C145 °C10 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Een tegenstroomwarmtewisselaar draagt 40 kW over. De warme vloeistof koelt af van 180 tot 155 °C en de koude vloeistof warmt op van 10 tot 145 °C. De warmtedoorgangscoëfficiënt is 800 W/(m²·K). Vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

Q̇ = 40 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 180 → 155 °CTc: 10 → 145 °C
A = m²
5.Moeilijk
lengteT150 °C55 °C62,73 °C15 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Warme olie (1,5 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) koelt af van 150 tot 55 °C in een tegenstroomwarmtewisselaar. Ze verwarmt 1,5 kg/s water (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) dat binnenkomt op 15 °C. Met U = 300 W/(m²·K), vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 150 → 55 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²
6.Moeilijk
lengteT140 °C??20 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

In een tegenstroomwarmtewisselaar hebben beide stromen dezelfde warmtecapaciteitsstroom, ṁ·cp = 1 kW/K. De warme stroom komt binnen op 140 °C en de koude stroom op 20 °C. De wisselaar heeft A = 3 m² en U = 300 W/(m²·K). Vind de uittredetemperatuur van de warme stroom Th,out.

Ch = Cc = 1 kW/KTh,in = 140 °CTc,in = 20 °CA = 3 m²U = 300 W/(m²·K)
Th,out = °C

Antwoordenblad

  1. 1. ΔTlm = 72,47 K
  2. 2. ΔTlm = 49,09 K
  3. 3. A = 66,5 m²
  4. 4. A = 0,6461 m²
  5. 5. A = 16,46 m²
  6. 6. Th,out = 83,16 °C

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