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
lengteT155 °C75 °C140 °C25 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

In een tegenstroomwarmtewisselaar koelt de warme vloeistof af van 155 tot 75 °C terwijl de koude vloeistof opwarmt van 25 tot 140 °C. Vind het logaritmisch gemiddeld temperatuurverschil ΔTlm.

Th: 155 → 75 °CTc: 25 → 140 °C
ΔTlm = K
2.Makkelijk
lengteT135 °C100 °C40 °C20 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

In een tegenstroomwarmtewisselaar koelt de warme vloeistof af van 135 tot 100 °C terwijl de koude vloeistof opwarmt van 20 tot 40 °C. Vind het logaritmisch gemiddeld temperatuurverschil ΔTlm.

Th: 135 → 100 °CTc: 20 → 40 °C
ΔTlm = K
3.Gemiddeld
lengteT125 °C75 °C25 °C70 °CΔT₁ΔT₂meestroom

Een meestroomwarmtewisselaar draagt 260 kW over. Het warmtewisselend oppervlak is 20 m². De warme vloeistof koelt af van 125 tot 75 °C en de koude vloeistof warmt op van 25 tot 70 °C. Vind de warmtedoorgangscoëfficiënt U.

Q̇ = 260 kWA = 20 m²Th: 125 → 75 °CTc: 25 → 70 °C
U = W/(m²·K)
4.Gemiddeld
lengteT140 °C85 °C10 °C50 °CΔT₁ΔT₂meestroom

Een meestroomwarmtewisselaar draagt 220 kW over. De warme vloeistof koelt af van 140 tot 85 °C en de koude vloeistof warmt op van 10 tot 50 °C. De warmtedoorgangscoëfficiënt is 500 W/(m²·K). Vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

Q̇ = 220 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 140 → 85 °CTc: 10 → 50 °C
A = m²
5.Moeilijk
lengteT100 °C??25 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

In een tegenstroomwarmtewisselaar hebben beide stromen dezelfde warmtecapaciteitsstroom, ṁ·cp = 1 kW/K. De warme stroom komt binnen op 100 °C en de koude stroom op 25 °C. De wisselaar heeft A = 5 m² en U = 300 W/(m²·K). Vind de uittredetemperatuur van de warme stroom Th,out.

Ch = Cc = 1 kW/KTh,in = 100 °CTc,in = 25 °CA = 5 m²U = 300 W/(m²·K)
Th,out = °C
6.Moeilijk
lengteT90 °C70 °C77,85 °C30 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Warme olie (2 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) koelt af van 90 tot 70 °C in een tegenstroomwarmtewisselaar. Ze verwarmt 0,5 kg/s water (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) dat binnenkomt op 30 °C. Met U = 1000 W/(m²·K), vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 90 → 70 °Cṁc = 0,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²

Antwoordenblad

  1. 1. ΔTlm = 29,07 K
  2. 2. ΔTlm = 87,29 K
  3. 3. U = 409,9 W/(m²·K)
  4. 4. A = 6,077 m²
  5. 5. Th,out = 55 °C
  6. 6. A = 4,278 m²

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