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)) afgekoeld van 70 tot 55 °C. Vind de overgedragen warmtestroom Q̇.

ṁ = 1,2 kg/scp = 2,1 kJ/(kg·K)T: 70 → 55 °C
Q̇ = kW
2.Makkelijk
lengteT165 °C90 °C10 °C25 °CΔT₁ΔT₂meestroom

In een meestroomwarmtewisselaar koelt de warme vloeistof af van 165 tot 90 °C terwijl de koude vloeistof opwarmt van 10 tot 25 °C. Vind het logaritmisch gemiddeld temperatuurverschil ΔTlm.

Th: 165 → 90 °CTc: 10 → 25 °C
ΔTlm = K
3.Gemiddeld
lengteT85 °C40 °C35 °C25 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Een tegenstroomwarmtewisselaar draagt 40 kW over. De warme vloeistof koelt af van 85 tot 40 °C en de koude vloeistof warmt op van 25 tot 35 °C. De warmtedoorgangscoëfficiënt is 200 W/(m²·K). Vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

Q̇ = 40 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 85 → 40 °CTc: 25 → 35 °C
A = m²
4.Gemiddeld
lengteT85 °C65 °C70 °C25 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Een tegenstroomwarmtewisselaar draagt 120 kW over. Het warmtewisselend oppervlak is 2,5 m². De warme vloeistof koelt af van 85 tot 65 °C en de koude vloeistof warmt op van 25 tot 70 °C. Vind de warmtedoorgangscoëfficiënt U.

Q̇ = 120 kWA = 2,5 m²Th: 85 → 65 °CTc: 25 → 70 °C
U = W/(m²·K)
5.Moeilijk
lengteT80 °C50 °C33,25 °C25 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Warme olie (1,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) koelt af van 80 tot 50 °C in een tegenstroomwarmtewisselaar. Ze verwarmt 3 kg/s water (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) dat binnenkomt op 25 °C. Met U = 1500 W/(m²·K), vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 80 → 50 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²
6.Moeilijk
lengteT175 °C110 °C45,92 °C20 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Warme olie (1 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) koelt af van 175 tot 110 °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 = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 175 → 110 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²

Antwoordenblad

  1. 1. Q̇ = 37,8 kW
  2. 2. ΔTlm = 103,6 K
  3. 3. A = 6,88 m²
  4. 4. U = 1883 W/(m²·K)
  5. 5. A = 1,986 m²
  6. 6. A = 1,5 m²

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