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
lengteT95 °C60 °C85 °C25 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

In een tegenstroomwarmtewisselaar koelt de warme vloeistof af van 95 tot 60 °C terwijl de koude vloeistof opwarmt van 25 tot 85 °C. Vind het logaritmisch gemiddeld temperatuurverschil ΔTlm.

Th: 95 → 60 °CTc: 25 → 85 °C
ΔTlm = K
2.Makkelijk
lengteT105 °C55 °C75 °C30 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

In een tegenstroomwarmtewisselaar koelt de warme vloeistof af van 105 tot 55 °C terwijl de koude vloeistof opwarmt van 30 tot 75 °C. Vind het logaritmisch gemiddeld temperatuurverschil ΔTlm.

Th: 105 → 55 °CTc: 30 → 75 °C
ΔTlm = K
3.Gemiddeld
lengteT125 °C90 °C100 °C10 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Een pijpenbundelwarmtewisselaar (één mantelgang, twee buisgangen) moet 730 kW overdragen. De warme vloeistof koelt af van 125 tot 90 °C en de koude vloeistof warmt op van 10 tot 100 °C. De LMTD-correctiefactor voor deze opstelling is F = 0,95, en U = 500 W/(m²·K). Vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

Q̇ = 730 kWF = 0,95U = 500 W/(m²·K)Th: 125 → 90 °CTc: 10 → 100 °C
A = m²
4.Gemiddeld
lengteT130 °C25 °C105 °CΔT₁ΔT₂condenserende stoom

In een condensor condenseert stoom bij een constante 130 °C aan de buitenkant van de buizen. Koelwater (4 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) stroomt door de buizen en warmt op van 25 tot 105 °C. De warmtedoorgangscoëfficiënt is 1000 W/(m²·K). Vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

Ts = 130 °Cṁ = 4 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 25 → 105 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²
5.Moeilijk
lengteT130 °C??30 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

In een tegenstroomwarmtewisselaar hebben beide stromen dezelfde warmtecapaciteitsstroom, ṁ·cp = 1,5 kW/K. De warme stroom komt binnen op 130 °C en de koude stroom op 30 °C. De wisselaar heeft A = 4 m² en U = 800 W/(m²·K). Vind de uittredetemperatuur van de warme stroom Th,out.

Ch = Cc = 1,5 kW/KTh,in = 130 °CTc,in = 30 °CA = 4 m²U = 800 W/(m²·K)
Th,out = °C
6.Moeilijk
lengteT135 °C55 °C15 °C?ΔT₁ΔT₂meestroom

In een dubbelepijpwarmtewisselaar met meestroom stroomt hete olie (0,3 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) door de binnenbuis en koelt af van 135 tot 55 °C. Water (0,8 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) in de ringspleet komt binnen op 15 °C. De binnenbuis heeft een diameter van 32 mm, en U = 250 W/(m²·K) is op deze diameter gebaseerd. Vind de benodigde buislengte L.

ṁh = 0,3 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 135 → 55 °Cṁc = 0,8 kg/sTc,in = 15 °CD = 32 mmU = 250 W/(m²·K)
L = m

Antwoordenblad

  1. 1. ΔTlm = 19,96 K
  2. 2. ΔTlm = 27,42 K
  3. 3. A = 32,5 m²
  4. 4. A = 23,99 m²
  5. 5. Th,out = 61,91 °C
  6. 6. L = 37,11 m

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