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
lengteT130 °C90 °C60 °C10 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

In een tegenstroomwarmtewisselaar koelt de warme vloeistof af van 130 tot 90 °C terwijl de koude vloeistof opwarmt van 10 tot 60 °C. Vind het logaritmisch gemiddeld temperatuurverschil ΔTlm.

Th: 130 → 90 °CTc: 10 → 60 °C
ΔTlm = K
2.Makkelijk
lengteT140 °C95 °C20 °C90 °CΔT₁ΔT₂meestroom

In een meestroomwarmtewisselaar koelt de warme vloeistof af van 140 tot 95 °C terwijl de koude vloeistof opwarmt van 20 tot 90 °C. Vind het logaritmisch gemiddeld temperatuurverschil ΔTlm.

Th: 140 → 95 °CTc: 20 → 90 °C
ΔTlm = K
3.Gemiddeld
lengteT160 °C130 °C10 °C20 °CΔT₁ΔT₂meestroom

Een meestroomwarmtewisselaar draagt 230 kW over. De warme vloeistof koelt af van 160 tot 130 °C en de koude vloeistof warmt op van 10 tot 20 °C. De warmtedoorgangscoëfficiënt is 200 W/(m²·K). Vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

Q̇ = 230 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 160 → 130 °CTc: 10 → 20 °C
A = m²
4.Gemiddeld
lengteT150 °C75 °C140 °C30 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Een tegenstroomwarmtewisselaar draagt 490 kW over. De warme vloeistof koelt af van 150 tot 75 °C en de koude vloeistof warmt op van 30 tot 140 °C. De warmtedoorgangscoëfficiënt is 800 W/(m²·K). Vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

Q̇ = 490 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 150 → 75 °CTc: 30 → 140 °C
A = m²
5.Moeilijk
lengteT140 °C15 °C?ΔT₁ΔT₂condenserende stoom

Stoom condenseert bij een constante 140 °C aan de buitenkant van de buizen van een condensor met een warmtewisselend oppervlak van 2 m² en U = 2000 W/(m²·K). Koelwater (0,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) komt de buizen binnen op 15 °C. Vind de uittredetemperatuur van het water Tc,out.

Ts = 140 °CA = 2 m²U = 2000 W/(m²·K)ṁ = 0,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °C
Tc,out = °C
6.Moeilijk
lengteT120 °C45 °C35,63 °C15 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Warme olie (1 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) koelt af van 120 tot 45 °C in een tegenstroomwarmtewisselaar. Ze verwarmt 2 kg/s water (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) dat binnenkomt op 15 °C. Met U = 1500 W/(m²·K), vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 120 → 45 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²

Antwoordenblad

  1. 1. ΔTlm = 74,89 K
  2. 2. ΔTlm = 36,19 K
  3. 3. A = 8,917 m²
  4. 4. A = 26,32 m²
  5. 5. Tc,out = 121,6 °C
  6. 6. A = 2,187 m²

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