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
lengteT135 °C65 °C55 °C15 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

In een tegenstroomwarmtewisselaar koelt de warme vloeistof af van 135 tot 65 °C terwijl de koude vloeistof opwarmt van 15 tot 55 °C. Vind het logaritmisch gemiddeld temperatuurverschil ΔTlm.

Th: 135 → 65 °CTc: 15 → 55 °C
ΔTlm = K
2.Makkelijk
lengteT140 °C45 °C25 °C10 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

In een tegenstroomwarmtewisselaar koelt de warme vloeistof af van 140 tot 45 °C terwijl de koude vloeistof opwarmt van 10 tot 25 °C. Vind het logaritmisch gemiddeld temperatuurverschil ΔTlm.

Th: 140 → 45 °CTc: 10 → 25 °C
ΔTlm = K
3.Gemiddeld
lengteT100 °C85 °C50 °C10 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Een tegenstroomwarmtewisselaar draagt 370 kW over. De warme vloeistof koelt af van 100 tot 85 °C en de koude vloeistof warmt op van 10 tot 50 °C. De warmtedoorgangscoëfficiënt is 200 W/(m²·K). Vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

Q̇ = 370 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 100 → 85 °CTc: 10 → 50 °C
A = m²
4.Gemiddeld
lengteT155 °C130 °C130 °C15 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Een pijpenbundelwarmtewisselaar (één mantelgang, twee buisgangen) moet 690 kW overdragen. De warme vloeistof koelt af van 155 tot 130 °C en de koude vloeistof warmt op van 15 tot 130 °C. De LMTD-correctiefactor voor deze opstelling is F = 0,85, en U = 200 W/(m²·K). Vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

Q̇ = 690 kWF = 0,85U = 200 W/(m²·K)Th: 155 → 130 °CTc: 15 → 130 °C
A = m²
5.Moeilijk
lengteT115 °C55 °C31,96 °C20 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Warme olie (1 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) koelt af van 115 tot 55 °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 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 115 → 55 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²
6.Moeilijk
lengteT120 °C70 °C29,17 °C20 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Warme olie (0,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) koelt af van 120 tot 70 °C in een tegenstroomwarmtewisselaar. Ze verwarmt 1,5 kg/s water (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) dat binnenkomt op 20 °C. Met U = 300 W/(m²·K), vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 120 → 70 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²

Antwoordenblad

  1. 1. ΔTlm = 63,83 K
  2. 2. ΔTlm = 67,25 K
  3. 3. A = 30 m²
  4. 4. A = 68,82 m²
  5. 5. A = 5,395 m²
  6. 6. A = 2,802 m²

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