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
lengteT100 °C65 °C15 °C55 °CΔT₁ΔT₂meestroom

In een meestroomwarmtewisselaar koelt de warme vloeistof af van 100 tot 65 °C terwijl de koude vloeistof opwarmt van 15 tot 55 °C. Vind het logaritmisch gemiddeld temperatuurverschil ΔTlm.

Th: 100 → 65 °CTc: 15 → 55 °C
ΔTlm = K
2.Makkelijk
lengteT140 °C125 °C80 °C10 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

In een tegenstroomwarmtewisselaar koelt de warme vloeistof af van 140 tot 125 °C terwijl de koude vloeistof opwarmt van 10 tot 80 °C. Vind het logaritmisch gemiddeld temperatuurverschil ΔTlm.

Th: 140 → 125 °CTc: 10 → 80 °C
ΔTlm = K
3.Gemiddeld
lengteT140 °C80 °C50 °C25 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Een pijpenbundelwarmtewisselaar (één mantelgang, twee buisgangen) moet 610 kW overdragen. De warme vloeistof koelt af van 140 tot 80 °C en de koude vloeistof warmt op van 25 tot 50 °C. De LMTD-correctiefactor voor deze opstelling is F = 0,8, en U = 800 W/(m²·K). Vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

Q̇ = 610 kWF = 0,8U = 800 W/(m²·K)Th: 140 → 80 °CTc: 25 → 50 °C
A = m²
4.Gemiddeld
lengteT95 °C50 °C80 °C10 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Een tegenstroomwarmtewisselaar draagt 320 kW over. Het warmtewisselend oppervlak is 25 m². De warme vloeistof koelt af van 95 tot 50 °C en de koude vloeistof warmt op van 10 tot 80 °C. Vind de warmtedoorgangscoëfficiënt U.

Q̇ = 320 kWA = 25 m²Th: 95 → 50 °CTc: 10 → 80 °C
U = W/(m²·K)
5.Moeilijk
lengteT130 °C70 °C25 °C?ΔT₁ΔT₂meestroom

In een dubbelepijpwarmtewisselaar met meestroom stroomt hete olie (1 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) door de binnenbuis en koelt af van 130 tot 70 °C. Water (1,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) in de ringspleet komt binnen op 25 °C. De binnenbuis heeft een diameter van 50 mm, en U = 300 W/(m²·K) is op deze diameter gebaseerd. Vind de benodigde buislengte L.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 130 → 70 °Cṁc = 1,5 kg/sTc,in = 25 °CD = 50 mmU = 300 W/(m²·K)
L = m
6.Moeilijk
lengteT105 °C30 °C?ΔT₁ΔT₂condenserende stoom

Stoom condenseert bij een constante 105 °C aan de buitenkant van de buizen van een condensor met een warmtewisselend oppervlak van 2 m² en U = 2500 W/(m²·K). Koelwater (1 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) komt de buizen binnen op 30 °C. Vind de uittredetemperatuur van het water Tc,out.

Ts = 105 °CA = 2 m²U = 2500 W/(m²·K)ṁ = 1 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °C
Tc,out = °C

Antwoordenblad

  1. 1. ΔTlm = 35,05 K
  2. 2. ΔTlm = 84,54 K
  3. 3. A = 13,41 m²
  4. 4. U = 502,2 W/(m²·K)
  5. 5. L = 60,91 m
  6. 6. Tc,out = 82,32 °C

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