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
lengteT115 °C55 °C50 °C15 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

In een tegenstroomwarmtewisselaar koelt de warme vloeistof af van 115 tot 55 °C terwijl de koude vloeistof opwarmt van 15 tot 50 °C. Vind het logaritmisch gemiddeld temperatuurverschil ΔTlm.

Th: 115 → 55 °CTc: 15 → 50 °C
ΔTlm = K
2.Makkelijk
lengteT170 °C65 °C140 °C10 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

In een tegenstroomwarmtewisselaar koelt de warme vloeistof af van 170 tot 65 °C terwijl de koude vloeistof opwarmt van 10 tot 140 °C. Vind het logaritmisch gemiddeld temperatuurverschil ΔTlm.

Th: 170 → 65 °CTc: 10 → 140 °C
ΔTlm = K
3.Gemiddeld
lengteT145 °C80 °C20 °C30 °CΔT₁ΔT₂meestroom

Een meestroomwarmtewisselaar draagt 140 kW over. De warme vloeistof koelt af van 145 tot 80 °C en de koude vloeistof warmt op van 20 tot 30 °C. De warmtedoorgangscoëfficiënt is 1500 W/(m²·K). Vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

Q̇ = 140 kWU = 1500 W/(m²·K)Th: 145 → 80 °CTc: 20 → 30 °C
A = m²
4.Gemiddeld
lengteT100 °C20 °C90 °CΔT₁ΔT₂condenserende stoom

In een condensor condenseert stoom bij een constante 100 °C aan de buitenkant van de buizen. Koelwater (1 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) stroomt door de buizen en warmt op van 20 tot 90 °C. De warmtedoorgangscoëfficiënt is 2000 W/(m²·K). Vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

Ts = 100 °Cṁ = 1 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 20 → 90 °CU = 2000 W/(m²·K)
A = m²
5.Moeilijk
lengteT105 °C??30 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

In een tegenstroomwarmtewisselaar hebben beide stromen dezelfde warmtecapaciteitsstroom, ṁ·cp = 3 kW/K. De warme stroom komt binnen op 105 °C en de koude stroom op 30 °C. De wisselaar heeft A = 6 m² en U = 500 W/(m²·K). Vind de uittredetemperatuur van de warme stroom Th,out.

Ch = Cc = 3 kW/KTh,in = 105 °CTc,in = 30 °CA = 6 m²U = 500 W/(m²·K)
Th,out = °C
6.Moeilijk
lengteT95 °C45 °C35,12 °C10 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Warme olie (2 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) koelt af van 95 tot 45 °C in een tegenstroomwarmtewisselaar. Ze verwarmt 2 kg/s water (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) dat binnenkomt op 10 °C. Met U = 1000 W/(m²·K), vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 95 → 45 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²

Antwoordenblad

  1. 1. ΔTlm = 51,49 K
  2. 2. ΔTlm = 41,24 K
  3. 3. A = 1,14 m²
  4. 4. A = 4,346 m²
  5. 5. Th,out = 67,5 °C
  6. 6. A = 4,532 m²

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