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
lengteT90 °C45 °C25 °C15 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

In een tegenstroomwarmtewisselaar koelt de warme vloeistof af van 90 tot 45 °C terwijl de koude vloeistof opwarmt van 15 tot 25 °C. Vind het logaritmisch gemiddeld temperatuurverschil ΔTlm.

Th: 90 → 45 °CTc: 15 → 25 °C
ΔTlm = K
2.Makkelijk
lengteT105 °C55 °C45 °C25 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

In een tegenstroomwarmtewisselaar koelt de warme vloeistof af van 105 tot 55 °C terwijl de koude vloeistof opwarmt van 25 tot 45 °C. Vind het logaritmisch gemiddeld temperatuurverschil ΔTlm.

Th: 105 → 55 °CTc: 25 → 45 °C
ΔTlm = K
3.Gemiddeld
lengteT110 °C15 °C55 °CΔT₁ΔT₂condenserende stoom

In een condensor condenseert stoom bij een constante 110 °C aan de buitenkant van de buizen. Koelwater (1 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) stroomt door de buizen en warmt op van 15 tot 55 °C. De warmtedoorgangscoëfficiënt is 1500 W/(m²·K). Vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

Ts = 110 °Cṁ = 1 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 15 → 55 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²
4.Gemiddeld
lengteT130 °C85 °C30 °C20 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Een tegenstroomwarmtewisselaar draagt 380 kW over. De warme vloeistof koelt af van 130 tot 85 °C en de koude vloeistof warmt op van 20 tot 30 °C. De warmtedoorgangscoëfficiënt is 800 W/(m²·K). Vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

Q̇ = 380 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 130 → 85 °CTc: 20 → 30 °C
A = m²
5.Moeilijk
lengteT140 °C30 °C?ΔT₁ΔT₂condenserende stoom

Stoom condenseert bij een constante 140 °C aan de buitenkant van de buizen van een condensor met een warmtewisselend oppervlak van 3 m² en U = 1000 W/(m²·K). Koelwater (1,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) komt de buizen binnen op 30 °C. Vind de uittredetemperatuur van het water Tc,out.

Ts = 140 °CA = 3 m²U = 1000 W/(m²·K)ṁ = 1,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °C
Tc,out = °C
6.Moeilijk
lengteT175 °C55 °C64,02 °C20 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Warme olie (1 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) koelt af van 175 tot 55 °C in een tegenstroomwarmtewisselaar. Ze verwarmt 1,5 kg/s water (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) dat binnenkomt op 20 °C. Met U = 1000 W/(m²·K), vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 175 → 55 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²

Antwoordenblad

  1. 1. ΔTlm = 45,27 K
  2. 2. ΔTlm = 43,28 K
  3. 3. A = 1,523 m²
  4. 4. A = 5,846 m²
  5. 5. Tc,out = 71,83 °C
  6. 6. A = 4,192 m²

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