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
lengteT105 °C60 °C65 °C30 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

In een tegenstroomwarmtewisselaar koelt de warme vloeistof af van 105 tot 60 °C terwijl de koude vloeistof opwarmt van 30 tot 65 °C. Vind het logaritmisch gemiddeld temperatuurverschil ΔTlm.

Th: 105 → 60 °CTc: 30 → 65 °C
ΔTlm = K
2.Makkelijk
lengteT145 °C70 °C80 °C30 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

In een tegenstroomwarmtewisselaar koelt de warme vloeistof af van 145 tot 70 °C terwijl de koude vloeistof opwarmt van 30 tot 80 °C. Vind het logaritmisch gemiddeld temperatuurverschil ΔTlm.

Th: 145 → 70 °CTc: 30 → 80 °C
ΔTlm = K
3.Gemiddeld
lengteT140 °C55 °C110 °C10 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Een tegenstroomwarmtewisselaar draagt 430 kW over. De warme vloeistof koelt af van 140 tot 55 °C en de koude vloeistof warmt op van 10 tot 110 °C. De warmtedoorgangscoëfficiënt is 1000 W/(m²·K). Vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

Q̇ = 430 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 140 → 55 °CTc: 10 → 110 °C
A = m²
4.Gemiddeld
lengteT85 °C65 °C15 °C60 °CΔT₁ΔT₂meestroom

Een meestroomwarmtewisselaar draagt 190 kW over. Het warmtewisselend oppervlak is 3 m². De warme vloeistof koelt af van 85 tot 65 °C en de koude vloeistof warmt op van 15 tot 60 °C. Vind de warmtedoorgangscoëfficiënt U.

Q̇ = 190 kWA = 3 m²Th: 85 → 65 °CTc: 15 → 60 °C
U = W/(m²·K)
5.Moeilijk
lengteT180 °C??10 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

In een tegenstroomwarmtewisselaar hebben beide stromen dezelfde warmtecapaciteitsstroom, ṁ·cp = 1 kW/K. De warme stroom komt binnen op 180 °C en de koude stroom op 10 °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 = 180 °CTc,in = 10 °CA = 3 m²U = 300 W/(m²·K)
Th,out = °C
6.Moeilijk
lengteT130 °C40 °C26,51 °C10 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Warme olie (0,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) koelt af van 130 tot 40 °C in een tegenstroomwarmtewisselaar. Ze verwarmt 1,5 kg/s water (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) dat binnenkomt op 10 °C. Met U = 500 W/(m²·K), vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 130 → 40 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²

Antwoordenblad

  1. 1. ΔTlm = 34,76 K
  2. 2. ΔTlm = 51,49 K
  3. 3. A = 11,62 m²
  4. 4. U = 2571 W/(m²·K)
  5. 5. Th,out = 99,47 °C
  6. 6. A = 3,488 m²

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