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
lengteT110 °C85 °C55 °C15 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

In een tegenstroomwarmtewisselaar koelt de warme vloeistof af van 110 tot 85 °C terwijl de koude vloeistof opwarmt van 15 tot 55 °C. Vind het logaritmisch gemiddeld temperatuurverschil ΔTlm.

Th: 110 → 85 °CTc: 15 → 55 °C
ΔTlm = K
2.Makkelijk
lengteT155 °C50 °C50 °C15 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

In een tegenstroomwarmtewisselaar koelt de warme vloeistof af van 155 tot 50 °C terwijl de koude vloeistof opwarmt van 15 tot 50 °C. Vind het logaritmisch gemiddeld temperatuurverschil ΔTlm.

Th: 155 → 50 °CTc: 15 → 50 °C
ΔTlm = K
3.Gemiddeld
lengteT110 °C75 °C10 °C20 °CΔT₁ΔT₂meestroom

Een meestroomwarmtewisselaar draagt 360 kW over. Het warmtewisselend oppervlak is 10 m². De warme vloeistof koelt af van 110 tot 75 °C en de koude vloeistof warmt op van 10 tot 20 °C. Vind de warmtedoorgangscoëfficiënt U.

Q̇ = 360 kWA = 10 m²Th: 110 → 75 °CTc: 10 → 20 °C
U = W/(m²·K)
4.Gemiddeld
lengteT170 °C155 °C60 °C25 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Een pijpenbundelwarmtewisselaar (één mantelgang, twee buisgangen) moet 530 kW overdragen. De warme vloeistof koelt af van 170 tot 155 °C en de koude vloeistof warmt op van 25 tot 60 °C. De LMTD-correctiefactor voor deze opstelling is F = 0,95, en U = 500 W/(m²·K). Vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

Q̇ = 530 kWF = 0,95U = 500 W/(m²·K)Th: 170 → 155 °CTc: 25 → 60 °C
A = m²
5.Moeilijk
lengteT100 °C55 °C42,61 °C20 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Warme olie (1,5 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) koelt af van 100 tot 55 °C in een tegenstroomwarmtewisselaar. Ze verwarmt 1,5 kg/s water (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) dat binnenkomt op 20 °C. Met U = 300 W/(m²·K), vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 100 → 55 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²
6.Moeilijk
lengteT95 °C65 °C50,89 °C15 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Warme olie (1 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) koelt af van 95 tot 65 °C in een tegenstroomwarmtewisselaar. Ze verwarmt 0,5 kg/s water (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) dat binnenkomt op 15 °C. Met U = 200 W/(m²·K), vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 95 → 65 °Cṁc = 0,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 200 W/(m²·K)
A = m²

Antwoordenblad

  1. 1. ΔTlm = 62,2 K
  2. 2. ΔTlm = 63,72 K
  3. 3. U = 478,3 W/(m²·K)
  4. 4. A = 9,32 m²
  5. 5. A = 10,44 m²
  6. 6. A = 7,979 m²

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