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

In een warmtewisselaar wordt 2,5 kg/s glycolmengsel (cp = 3,6 kJ/(kg·K)) verwarmd van 30 tot 70 °C. Vind de overgedragen warmtestroom Q̇.

ṁ = 2,5 kg/scp = 3,6 kJ/(kg·K)T: 30 → 70 °C
Q̇ = kW
2.Makkelijk
lengteT145 °C110 °C80 °C10 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

In een tegenstroomwarmtewisselaar koelt de warme vloeistof af van 145 tot 110 °C terwijl de koude vloeistof opwarmt van 10 tot 80 °C. Vind het logaritmisch gemiddeld temperatuurverschil ΔTlm.

Th: 145 → 110 °CTc: 10 → 80 °C
ΔTlm = K
3.Gemiddeld
lengteT150 °C90 °C15 °C45 °CΔT₁ΔT₂meestroom

Een meestroomwarmtewisselaar draagt 160 kW over. Het warmtewisselend oppervlak is 2,5 m². De warme vloeistof koelt af van 150 tot 90 °C en de koude vloeistof warmt op van 15 tot 45 °C. Vind de warmtedoorgangscoëfficiënt U.

Q̇ = 160 kWA = 2,5 m²Th: 150 → 90 °CTc: 15 → 45 °C
U = W/(m²·K)
4.Gemiddeld
lengteT140 °C25 °C85 °CΔT₁ΔT₂condenserende stoom

In een condensor condenseert stoom bij een constante 140 °C aan de buitenkant van de buizen. Koelwater (0,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) stroomt door de buizen en warmt op van 25 tot 85 °C. De warmtedoorgangscoëfficiënt is 2000 W/(m²·K). Vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

Ts = 140 °Cṁ = 0,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 25 → 85 °CU = 2000 W/(m²·K)
A = m²
5.Moeilijk
lengteT110 °C??25 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

In een tegenstroomwarmtewisselaar hebben beide stromen dezelfde warmtecapaciteitsstroom, ṁ·cp = 1 kW/K. De warme stroom komt binnen op 110 °C en de koude stroom op 25 °C. De wisselaar heeft A = 2 m² en U = 200 W/(m²·K). Vind de uittredetemperatuur van de warme stroom Th,out.

Ch = Cc = 1 kW/KTh,in = 110 °CTc,in = 25 °CA = 2 m²U = 200 W/(m²·K)
Th,out = °C
6.Moeilijk
lengteT105 °C??10 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

In een tegenstroomwarmtewisselaar hebben beide stromen dezelfde warmtecapaciteitsstroom, ṁ·cp = 1,5 kW/K. De warme stroom komt binnen op 105 °C en de koude stroom op 10 °C. De wisselaar heeft A = 4 m² en U = 500 W/(m²·K). Vind de uittredetemperatuur van de warme stroom Th,out.

Ch = Cc = 1,5 kW/KTh,in = 105 °CTc,in = 10 °CA = 4 m²U = 500 W/(m²·K)
Th,out = °C

Antwoordenblad

  1. 1. Q̇ = 360 kW
  2. 2. ΔTlm = 81,25 K
  3. 3. U = 781,2 W/(m²·K)
  4. 4. A = 0,7708 m²
  5. 5. Th,out = 85,71 °C
  6. 6. Th,out = 50,71 °C

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