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
lengteT165 °C145 °C10 °C75 °CΔT₁ΔT₂meestroom

In een meestroomwarmtewisselaar koelt de warme vloeistof af van 165 tot 145 °C terwijl de koude vloeistof opwarmt van 10 tot 75 °C. Vind het logaritmisch gemiddeld temperatuurverschil ΔTlm.

Th: 165 → 145 °CTc: 10 → 75 °C
ΔTlm = K
2.Makkelijk

In een warmtewisselaar wordt 0,8 kg/s lichte olie (cp = 2,1 kJ/(kg·K)) verwarmd van 20 tot 40 °C. Vind de overgedragen warmtestroom Q̇.

ṁ = 0,8 kg/scp = 2,1 kJ/(kg·K)T: 20 → 40 °C
Q̇ = kW
3.Gemiddeld
lengteT125 °C110 °C85 °C20 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Een tegenstroomwarmtewisselaar draagt 80 kW over. De warme vloeistof koelt af van 125 tot 110 °C en de koude vloeistof warmt op van 20 tot 85 °C. De warmtedoorgangscoëfficiënt is 1500 W/(m²·K). Vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

Q̇ = 80 kWU = 1500 W/(m²·K)Th: 125 → 110 °CTc: 20 → 85 °C
A = m²
4.Gemiddeld
lengteT120 °C25 °C90 °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 25 tot 90 °C. De warmtedoorgangscoëfficiënt is 2000 W/(m²·K). Vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

Ts = 120 °Cṁ = 0,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 25 → 90 °CU = 2000 W/(m²·K)
A = m²
5.Moeilijk
lengteT110 °C20 °C?ΔT₁ΔT₂condenserende stoom

Stoom condenseert bij een constante 110 °C aan de buitenkant van de buizen van een condensor met een warmtewisselend oppervlak van 1,5 m² en U = 2000 W/(m²·K). Koelwater (2 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) komt de buizen binnen op 20 °C. Vind de uittredetemperatuur van het water Tc,out.

Ts = 110 °CA = 1,5 m²U = 2000 W/(m²·K)ṁ = 2 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °C
Tc,out = °C
6.Moeilijk
lengteT165 °C95 °C40,68 °C15 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Warme olie (2 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) koelt af van 165 tot 95 °C in een tegenstroomwarmtewisselaar. Ze verwarmt 3 kg/s water (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) dat binnenkomt op 15 °C. Met U = 1000 W/(m²·K), vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 165 → 95 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²

Antwoordenblad

  1. 1. ΔTlm = 106,9 K
  2. 2. Q̇ = 33,6 kW
  3. 3. A = 0,865 m²
  4. 4. A = 1,205 m²
  5. 5. Tc,out = 47,14 °C
  6. 6. A = 3,203 m²

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