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
lengteT140 °C105 °C?15 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Hete olie (1 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) koelt af van 140 tot 105 °C in een tegenstroomwisselaar. Die verwarmt 0,5 kg/s water (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) dat binnenkomt op 15 °C. Er gaat geen warmte verloren naar de omgeving. Vind de uittredetemperatuur van het water Tc,out.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 140 → 105 °Cṁc = 0,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °C
Tc,out = °C
2.Makkelijk
lengteT120 °C85 °C65 °C10 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

In een tegenstroomwarmtewisselaar koelt de warme vloeistof af van 120 tot 85 °C terwijl de koude vloeistof opwarmt van 10 tot 65 °C. Vind het logaritmisch gemiddeld temperatuurverschil ΔTlm.

Th: 120 → 85 °CTc: 10 → 65 °C
ΔTlm = K
3.Gemiddeld
lengteT80 °C40 °C70 °C15 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Een tegenstroomwarmtewisselaar draagt 400 kW over. Het warmtewisselend oppervlak is 20 m². De warme vloeistof koelt af van 80 tot 40 °C en de koude vloeistof warmt op van 15 tot 70 °C. Vind de warmtedoorgangscoëfficiënt U.

Q̇ = 400 kWA = 20 m²Th: 80 → 40 °CTc: 15 → 70 °C
U = W/(m²·K)
4.Gemiddeld
lengteT95 °C55 °C10 °C25 °CΔT₁ΔT₂meestroom

Een meestroomwarmtewisselaar draagt 140 kW over. Het warmtewisselend oppervlak is 5 m². De warme vloeistof koelt af van 95 tot 55 °C en de koude vloeistof warmt op van 10 tot 25 °C. Vind de warmtedoorgangscoëfficiënt U.

Q̇ = 140 kWA = 5 m²Th: 95 → 55 °CTc: 10 → 25 °C
U = W/(m²·K)
5.Moeilijk
lengteT125 °C65 °C33,25 °C25 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Warme olie (0,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) koelt af van 125 tot 65 °C in een tegenstroomwarmtewisselaar. Ze verwarmt 2 kg/s water (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) dat binnenkomt op 25 °C. Met U = 500 W/(m²·K), vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 125 → 65 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²
6.Moeilijk
lengteT140 °C20 °C?ΔT₁ΔT₂condenserende stoom

Stoom condenseert bij een constante 140 °C aan de buitenkant van de buizen van een condensor met een warmtewisselend oppervlak van 5 m² en U = 2500 W/(m²·K). Koelwater (1,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) komt de buizen binnen op 20 °C. Vind de uittredetemperatuur van het water Tc,out.

Ts = 140 °CA = 5 m²U = 2500 W/(m²·K)ṁ = 1,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °C
Tc,out = °C

Antwoordenblad

  1. 1. Tc,out = 50,17 °C
  2. 2. ΔTlm = 64,48 K
  3. 3. U = 1222 W/(m²·K)
  4. 4. U = 530,2 W/(m²·K)
  5. 5. A = 2,214 m²
  6. 6. Tc,out = 123,7 °C

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