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
lengteT170 °C135 °C?10 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Hete olie (1,5 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) koelt af van 170 tot 135 °C in een tegenstroomwisselaar. Die verwarmt 2 kg/s water (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) dat binnenkomt op 10 °C. Er gaat geen warmte verloren naar de omgeving. Vind de uittredetemperatuur van het water Tc,out.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 170 → 135 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °C
Tc,out = °C
2.Makkelijk
lengteT105 °C65 °C85 °C30 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

In een tegenstroomwarmtewisselaar koelt de warme vloeistof af van 105 tot 65 °C terwijl de koude vloeistof opwarmt van 30 tot 85 °C. Vind het logaritmisch gemiddeld temperatuurverschil ΔTlm.

Th: 105 → 65 °CTc: 30 → 85 °C
ΔTlm = K
3.Gemiddeld
lengteT120 °C100 °C80 °C10 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Een tegenstroomwarmtewisselaar draagt 430 kW over. De warme vloeistof koelt af van 120 tot 100 °C en de koude vloeistof warmt op van 10 tot 80 °C. De warmtedoorgangscoëfficiënt is 800 W/(m²·K). Vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

Q̇ = 430 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 120 → 100 °CTc: 10 → 80 °C
A = m²
4.Gemiddeld
lengteT165 °C95 °C50 °C25 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Een tegenstroomwarmtewisselaar draagt 20 kW over. Het warmtewisselend oppervlak is 4 m². De warme vloeistof koelt af van 165 tot 95 °C en de koude vloeistof warmt op van 25 tot 50 °C. Vind de warmtedoorgangscoëfficiënt U.

Q̇ = 20 kWA = 4 m²Th: 165 → 95 °CTc: 25 → 50 °C
U = W/(m²·K)
5.Moeilijk
lengteT140 °C??15 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

In een tegenstroomwarmtewisselaar hebben beide stromen dezelfde warmtecapaciteitsstroom, ṁ·cp = 1 kW/K. De warme stroom komt binnen op 140 °C en de koude stroom op 15 °C. De wisselaar heeft A = 5 m² en U = 200 W/(m²·K). Vind de uittredetemperatuur van de warme stroom Th,out.

Ch = Cc = 1 kW/KTh,in = 140 °CTc,in = 15 °CA = 5 m²U = 200 W/(m²·K)
Th,out = °C
6.Moeilijk
lengteT90 °C60 °C15 °C?ΔT₁ΔT₂meestroom

In een dubbelepijpwarmtewisselaar met meestroom stroomt hete olie (0,3 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) door de binnenbuis en koelt af van 90 tot 60 °C. Water (0,3 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) in de ringspleet komt binnen op 15 °C. De binnenbuis heeft een diameter van 32 mm, en U = 300 W/(m²·K) is op deze diameter gebaseerd. Vind de benodigde buislengte L.

ṁh = 0,3 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 90 → 60 °Cṁc = 0,3 kg/sTc,in = 15 °CD = 32 mmU = 300 W/(m²·K)
L = m

Antwoordenblad

  1. 1. Tc,out = 23,19 °C
  2. 2. ΔTlm = 26,8 K
  3. 3. A = 8,717 m²
  4. 4. U = 55,16 W/(m²·K)
  5. 5. Th,out = 77,5 °C
  6. 6. L = 14,28 m

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