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
lengteT110 °C95 °C50 °C20 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

In een tegenstroomwarmtewisselaar koelt de warme vloeistof af van 110 tot 95 °C terwijl de koude vloeistof opwarmt van 20 tot 50 °C. Vind het logaritmisch gemiddeld temperatuurverschil ΔTlm.

Th: 110 → 95 °CTc: 20 → 50 °C
ΔTlm = K
2.Makkelijk
lengteT85 °C65 °C40 °C10 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Een tegenstroomwarmtewisselaar heeft een warmtewisselend oppervlak van 1 m² en een warmtedoorgangscoëfficiënt van 800 W/(m²·K). De warme vloeistof koelt af van 85 tot 65 °C en de koude vloeistof warmt op van 10 tot 40 °C. Vind de overgedragen warmtestroom Q̇.

A = 1 m²U = 800 W/(m²·K)Th: 85 → 65 °CTc: 10 → 40 °C
Q̇ = kW
3.Gemiddeld
lengteT140 °C65 °C110 °C20 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Een tegenstroomwarmtewisselaar draagt 50 kW over. De warme vloeistof koelt af van 140 tot 65 °C en de koude vloeistof warmt op van 20 tot 110 °C. De warmtedoorgangscoëfficiënt is 500 W/(m²·K). Vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

Q̇ = 50 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 140 → 65 °CTc: 20 → 110 °C
A = m²
4.Gemiddeld
lengteT120 °C30 °C75 °CΔT₁ΔT₂condenserende stoom

In een condensor condenseert stoom bij een constante 120 °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 30 tot 75 °C. De warmtedoorgangscoëfficiënt is 3500 W/(m²·K). Vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

Ts = 120 °Cṁ = 0,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 30 → 75 °CU = 3500 W/(m²·K)
A = m²
5.Moeilijk
lengteT170 °C120 °C34,95 °C20 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Warme olie (1,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) koelt af van 170 tot 120 °C in een tegenstroomwarmtewisselaar. Ze verwarmt 3 kg/s water (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) dat binnenkomt op 20 °C. Met U = 500 W/(m²·K), vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 170 → 120 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²
6.Moeilijk
lengteT105 °C50 °C26,45 °C10 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Warme olie (0,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) koelt af van 105 tot 50 °C in een tegenstroomwarmtewisselaar. Ze verwarmt 1 kg/s water (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) dat binnenkomt op 10 °C. Met U = 200 W/(m²·K), vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 105 → 50 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 200 W/(m²·K)
A = m²

Antwoordenblad

  1. 1. ΔTlm = 67,22 K
  2. 2. Q̇ = 39,87 kW
  3. 3. A = 2,703 m²
  4. 4. A = 0,4139 m²
  5. 5. A = 3,215 m²
  6. 6. A = 6,018 m²

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