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
lengteT85 °C55 °C40 °C30 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

In een tegenstroomwarmtewisselaar koelt de warme vloeistof af van 85 tot 55 °C terwijl de koude vloeistof opwarmt van 30 tot 40 °C. Vind het logaritmisch gemiddeld temperatuurverschil ΔTlm.

Th: 85 → 55 °CTc: 30 → 40 °C
ΔTlm = K
2.Makkelijk
lengteT180 °C120 °C145 °C20 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

In een tegenstroomwarmtewisselaar koelt de warme vloeistof af van 180 tot 120 °C terwijl de koude vloeistof opwarmt van 20 tot 145 °C. Vind het logaritmisch gemiddeld temperatuurverschil ΔTlm.

Th: 180 → 120 °CTc: 20 → 145 °C
ΔTlm = K
3.Gemiddeld
lengteT150 °C80 °C15 °C55 °CΔT₁ΔT₂meestroom

Een meestroomwarmtewisselaar draagt 220 kW over. De warme vloeistof koelt af van 150 tot 80 °C en de koude vloeistof warmt op van 15 tot 55 °C. De warmtedoorgangscoëfficiënt is 200 W/(m²·K). Vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

Q̇ = 220 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 150 → 80 °CTc: 15 → 55 °C
A = m²
4.Gemiddeld
lengteT105 °C10 °C85 °CΔT₁ΔT₂condenserende stoom

In een condensor condenseert stoom bij een constante 105 °C aan de buitenkant van de buizen. Koelwater (3 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) stroomt door de buizen en warmt op van 10 tot 85 °C. De warmtedoorgangscoëfficiënt is 1500 W/(m²·K). Vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

Ts = 105 °Cṁ = 3 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 10 → 85 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²
5.Moeilijk
lengteT100 °C45 °C35,96 °C25 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Warme olie (1 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) koelt af van 100 tot 45 °C in een tegenstroomwarmtewisselaar. Ze verwarmt 3 kg/s water (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) dat binnenkomt op 25 °C. Met U = 500 W/(m²·K), vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 100 → 45 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²
6.Moeilijk
lengteT150 °C85 °C47,66 °C15 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Warme olie (1 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) koelt af van 150 tot 85 °C in een tegenstroomwarmtewisselaar. Ze verwarmt 1 kg/s water (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) dat binnenkomt op 15 °C. Met U = 800 W/(m²·K), vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 150 → 85 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²

Antwoordenblad

  1. 1. ΔTlm = 34,03 K
  2. 2. ΔTlm = 61,92 K
  3. 3. A = 16,86 m²
  4. 4. A = 13,03 m²
  5. 5. A = 7,267 m²
  6. 6. A = 2,004 m²

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