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
lengteT135 °C65 °C90 °C30 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

In een tegenstroomwarmtewisselaar koelt de warme vloeistof af van 135 tot 65 °C terwijl de koude vloeistof opwarmt van 30 tot 90 °C. Vind het logaritmisch gemiddeld temperatuurverschil ΔTlm.

Th: 135 → 65 °CTc: 30 → 90 °C
ΔTlm = K
2.Makkelijk
lengteT135 °C110 °C75 °C30 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

In een tegenstroomwarmtewisselaar koelt de warme vloeistof af van 135 tot 110 °C terwijl de koude vloeistof opwarmt van 30 tot 75 °C. Vind het logaritmisch gemiddeld temperatuurverschil ΔTlm.

Th: 135 → 110 °CTc: 30 → 75 °C
ΔTlm = K
3.Gemiddeld
lengteT130 °C110 °C20 °C105 °CΔT₁ΔT₂meestroom

Een meestroomwarmtewisselaar draagt 50 kW over. Het warmtewisselend oppervlak is 12 m². De warme vloeistof koelt af van 130 tot 110 °C en de koude vloeistof warmt op van 20 tot 105 °C. Vind de warmtedoorgangscoëfficiënt U.

Q̇ = 50 kWA = 12 m²Th: 130 → 110 °CTc: 20 → 105 °C
U = W/(m²·K)
4.Gemiddeld
lengteT130 °C15 °C95 °CΔT₁ΔT₂condenserende stoom

In een condensor condenseert stoom bij een constante 130 °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 15 tot 95 °C. De warmtedoorgangscoëfficiënt is 1500 W/(m²·K). Vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

Ts = 130 °Cṁ = 0,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 15 → 95 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²
5.Moeilijk
lengteT80 °C60 °C35,05 °C25 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Warme olie (2 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) koelt af van 80 tot 60 °C in een tegenstroomwarmtewisselaar. Ze verwarmt 2 kg/s water (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) dat binnenkomt op 25 °C. Met U = 200 W/(m²·K), vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 80 → 60 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 200 W/(m²·K)
A = m²
6.Moeilijk
lengteT180 °C115 °C26,33 °C10 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Warme olie (1 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) koelt af van 180 tot 115 °C in een tegenstroomwarmtewisselaar. Ze verwarmt 2 kg/s water (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) dat binnenkomt op 10 °C. Met U = 500 W/(m²·K), vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 180 → 115 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²

Antwoordenblad

  1. 1. ΔTlm = 39,79 K
  2. 2. ΔTlm = 69,52 K
  3. 3. U = 122,7 W/(m²·K)
  4. 4. A = 1,657 m²
  5. 5. A = 10,56 m²
  6. 6. A = 2,136 m²

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