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
lengteT175 °C100 °C30 °C85 °CΔT₁ΔT₂meestroom

In een meestroomwarmtewisselaar koelt de warme vloeistof af van 175 tot 100 °C terwijl de koude vloeistof opwarmt van 30 tot 85 °C. Vind het logaritmisch gemiddeld temperatuurverschil ΔTlm.

Th: 175 → 100 °CTc: 30 → 85 °C
ΔTlm = K
2.Makkelijk
lengteT105 °C50 °C90 °C20 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

In een tegenstroomwarmtewisselaar koelt de warme vloeistof af van 105 tot 50 °C terwijl de koude vloeistof opwarmt van 20 tot 90 °C. Vind het logaritmisch gemiddeld temperatuurverschil ΔTlm.

Th: 105 → 50 °CTc: 20 → 90 °C
ΔTlm = K
3.Gemiddeld
lengteT140 °C30 °C25 °C10 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Een tegenstroomwarmtewisselaar draagt 480 kW over. Het warmtewisselend oppervlak is 10 m². De warme vloeistof koelt af van 140 tot 30 °C en de koude vloeistof warmt op van 10 tot 25 °C. Vind de warmtedoorgangscoëfficiënt U.

Q̇ = 480 kWA = 10 m²Th: 140 → 30 °CTc: 10 → 25 °C
U = W/(m²·K)
4.Gemiddeld
lengteT100 °C30 °C60 °CΔT₁ΔT₂condenserende stoom

In een condensor condenseert stoom bij een constante 100 °C aan de buitenkant van de buizen. Koelwater (3 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) stroomt door de buizen en warmt op van 30 tot 60 °C. De warmtedoorgangscoëfficiënt is 1500 W/(m²·K). Vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

Ts = 100 °Cṁ = 3 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 30 → 60 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²
5.Moeilijk
lengteT110 °C??25 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

In een tegenstroomwarmtewisselaar hebben beide stromen dezelfde warmtecapaciteitsstroom, ṁ·cp = 3 kW/K. De warme stroom komt binnen op 110 °C en de koude stroom op 25 °C. De wisselaar heeft A = 4 m² en U = 500 W/(m²·K). Vind de uittredetemperatuur van de warme stroom Th,out.

Ch = Cc = 3 kW/KTh,in = 110 °CTc,in = 25 °CA = 4 m²U = 500 W/(m²·K)
Th,out = °C
6.Moeilijk
lengteT165 °C40 °C82,8 °C20 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Warme olie (1,5 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) koelt af van 165 tot 40 °C in een tegenstroomwarmtewisselaar. Ze verwarmt 1,5 kg/s water (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) dat binnenkomt op 20 °C. Met U = 500 W/(m²·K), vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 165 → 40 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²

Antwoordenblad

  1. 1. ΔTlm = 57,3 K
  2. 2. ΔTlm = 21,64 K
  3. 3. U = 883,8 W/(m²·K)
  4. 4. A = 4,678 m²
  5. 5. Th,out = 76 °C
  6. 6. A = 17,89 m²

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