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
lengteT85 °C70 °C35 °C25 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

In een tegenstroomwarmtewisselaar koelt de warme vloeistof af van 85 tot 70 °C terwijl de koude vloeistof opwarmt van 25 tot 35 °C. Vind het logaritmisch gemiddeld temperatuurverschil ΔTlm.

Th: 85 → 70 °CTc: 25 → 35 °C
ΔTlm = K
2.Makkelijk

In een warmtewisselaar wordt 0,3 kg/s ethanol (cp = 2,44 kJ/(kg·K)) afgekoeld van 105 tot 40 °C. Vind de overgedragen warmtestroom Q̇.

ṁ = 0,3 kg/scp = 2,44 kJ/(kg·K)T: 105 → 40 °C
Q̇ = kW
3.Gemiddeld
lengteT100 °C25 °C50 °CΔT₁ΔT₂condenserende stoom

In een condensor condenseert stoom bij een constante 100 °C aan de buitenkant van de buizen. Koelwater (0,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) stroomt door de buizen en warmt op van 25 tot 50 °C. De warmtedoorgangscoëfficiënt is 2000 W/(m²·K). Vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

Ts = 100 °Cṁ = 0,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 25 → 50 °CU = 2000 W/(m²·K)
A = m²
4.Gemiddeld
lengteT115 °C65 °C20 °C55 °CΔT₁ΔT₂meestroom

Een meestroomwarmtewisselaar draagt 370 kW over. De warme vloeistof koelt af van 115 tot 65 °C en de koude vloeistof warmt op van 20 tot 55 °C. De warmtedoorgangscoëfficiënt is 200 W/(m²·K). Vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

Q̇ = 370 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 115 → 65 °CTc: 20 → 55 °C
A = m²
5.Moeilijk
lengteT110 °C60 °C26,75 °C10 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Warme olie (1 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) koelt af van 110 tot 60 °C in een tegenstroomwarmtewisselaar. Ze verwarmt 1,5 kg/s water (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) dat binnenkomt op 10 °C. Met U = 300 W/(m²·K), vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 110 → 60 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²
6.Moeilijk
lengteT100 °C25 °C?ΔT₁ΔT₂condenserende stoom

Stoom condenseert bij een constante 100 °C aan de buitenkant van de buizen van een condensor met een warmtewisselend oppervlak van 2 m² en U = 2000 W/(m²·K). Koelwater (2 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) komt de buizen binnen op 25 °C. Vind de uittredetemperatuur van het water Tc,out.

Ts = 100 °CA = 2 m²U = 2000 W/(m²·K)ṁ = 2 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °C
Tc,out = °C

Antwoordenblad

  1. 1. ΔTlm = 47,46 K
  2. 2. Q̇ = 47,58 kW
  3. 3. A = 0,4237 m²
  4. 4. A = 49 m²
  5. 5. A = 5,366 m²
  6. 6. Tc,out = 53,52 °C

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