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 1,2 kg/s lichte olie (cp = 2,1 kJ/(kg·K)) verwarmd van 20 tot 85 °C. Vind de overgedragen warmtestroom Q̇.

ṁ = 1,2 kg/scp = 2,1 kJ/(kg·K)T: 20 → 85 °C
Q̇ = kW
2.Makkelijk
lengteT180 °C135 °C75 °C20 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

In een tegenstroomwarmtewisselaar koelt de warme vloeistof af van 180 tot 135 °C terwijl de koude vloeistof opwarmt van 20 tot 75 °C. Vind het logaritmisch gemiddeld temperatuurverschil ΔTlm.

Th: 180 → 135 °CTc: 20 → 75 °C
ΔTlm = K
3.Gemiddeld
lengteT155 °C70 °C70 °C25 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Een tegenstroomwarmtewisselaar draagt 470 kW over. De warme vloeistof koelt af van 155 tot 70 °C en de koude vloeistof warmt op van 25 tot 70 °C. De warmtedoorgangscoëfficiënt is 1500 W/(m²·K). Vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

Q̇ = 470 kWU = 1500 W/(m²·K)Th: 155 → 70 °CTc: 25 → 70 °C
A = m²
4.Gemiddeld
lengteT130 °C75 °C20 °C35 °CΔT₁ΔT₂meestroom

Een meestroomwarmtewisselaar draagt 320 kW over. De warme vloeistof koelt af van 130 tot 75 °C en de koude vloeistof warmt op van 20 tot 35 °C. De warmtedoorgangscoëfficiënt is 1000 W/(m²·K). Vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

Q̇ = 320 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 130 → 75 °CTc: 20 → 35 °C
A = m²
5.Moeilijk
lengteT165 °C135 °C27,38 °C15 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Warme olie (1,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) koelt af van 165 tot 135 °C in een tegenstroomwarmtewisselaar. Ze verwarmt 2 kg/s water (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) dat binnenkomt op 15 °C. Met U = 300 W/(m²·K), vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 165 → 135 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²
6.Moeilijk
lengteT120 °C90 °C46,51 °C30 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Warme olie (1 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) koelt af van 120 tot 90 °C in een tegenstroomwarmtewisselaar. Ze verwarmt 1 kg/s water (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) dat binnenkomt op 30 °C. Met U = 300 W/(m²·K), vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 120 → 90 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²

Antwoordenblad

  1. 1. Q̇ = 163,8 kW
  2. 2. ΔTlm = 109,9 K
  3. 3. A = 4,982 m²
  4. 4. A = 4,624 m²
  5. 5. A = 2,683 m²
  6. 6. A = 3,458 m²

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