Werkblad Warmtewisselaars (LMTD) met antwoorden

Een tegenstroomwarmtewisselaar heeft een warmtewisselend oppervlak van 1 m² en een warmtedoorgangscoëfficiënt van 800 W/(m²·K). De warme vloeistof koelt af van 160 tot 100 °C en de koude vloeistof warmt op van 25 tot 135 °C. Vind de overgedragen warmtestroom Q̇.

In een tegenstroomwarmtewisselaar koelt de warme vloeistof af van 130 tot 95 °C terwijl de koude vloeistof opwarmt van 15 tot 55 °C. Vind het logaritmisch gemiddeld temperatuurverschil ΔT_lm.

Een pijpenbundelwarmtewisselaar (één mantelgang, twee buisgangen) moet 190 kW overdragen. De warme vloeistof koelt af van 80 tot 55 °C en de koude vloeistof warmt op van 20 tot 40 °C. De LMTD-correctiefactor voor deze opstelling is F = 0,88, en U = 300 W/(m²·K). Vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

Een tegenstroomwarmtewisselaar draagt 220 kW over. De warme vloeistof koelt af van 85 tot 60 °C en de koude vloeistof warmt op van 15 tot 65 °C. De warmtedoorgangscoëfficiënt is 300 W/(m²·K). Vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

Stoom condenseert bij een constante 105 °C aan de buitenkant van de buizen van een condensor met een warmtewisselend oppervlak van 4 m² en U = 2000 W/(m²·K). Koelwater (1 kg/s, c_p = 4,18 kJ/(kg·K)) komt de buizen binnen op 25 °C. Vind de uittredetemperatuur van het water T_c,out.

Warme olie (1,5 kg/s, c_p = 2,3 kJ/(kg·K)) koelt af van 80 tot 50 °C in een tegenstroomwarmtewisselaar. Ze verwarmt 2 kg/s water (c_p = 4,18 kJ/(kg·K)) dat binnenkomt op 30 °C. Met U = 1500 W/(m²·K), vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.