Werkblad Warmtewisselaars (LMTD) met antwoorden

In een tegenstroomwarmtewisselaar koelt de warme vloeistof af van 95 tot 70 °C terwijl de koude vloeistof opwarmt van 20 tot 50 °C. Vind het logaritmisch gemiddeld temperatuurverschil ΔT_lm.

Een tegenstroomwarmtewisselaar heeft een warmtewisselend oppervlak van 15 m² en een warmtedoorgangscoëfficiënt van 800 W/(m²·K). De warme vloeistof koelt af van 160 tot 70 °C en de koude vloeistof warmt op van 25 tot 90 °C. Vind de overgedragen warmtestroom Q̇.

Een pijpenbundelwarmtewisselaar (één mantelgang, twee buisgangen) moet 530 kW overdragen. De warme vloeistof koelt af van 120 tot 85 °C en de koude vloeistof warmt op van 30 tot 60 °C. De LMTD-correctiefactor voor deze opstelling is F = 0,92, en U = 300 W/(m²·K). Vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

In een condensor condenseert stoom bij een constante 100 °C aan de buitenkant van de buizen. Koelwater (1 kg/s, c_p = 4,18 kJ/(kg·K)) stroomt door de buizen en warmt op van 15 tot 35 °C. De warmtedoorgangscoëfficiënt is 2000 W/(m²·K). Vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

In een dubbelepijpwarmtewisselaar met meestroom stroomt hete olie (0,3 kg/s, c_p = 2,1 kJ/(kg·K)) door de binnenbuis en koelt af van 110 tot 55 °C. Water (0,3 kg/s, c_p = 4,18 kJ/(kg·K)) in de ringspleet komt binnen op 15 °C. De binnenbuis heeft een diameter van 40 mm, en U = 500 W/(m²·K) is op deze diameter gebaseerd. Vind de benodigde buislengte L.

In een dubbelepijpwarmtewisselaar met meestroom stroomt hete olie (0,3 kg/s, c_p = 2,5 kJ/(kg·K)) door de binnenbuis en koelt af van 115 tot 70 °C. Water (0,2 kg/s, c_p = 4,18 kJ/(kg·K)) in de ringspleet komt binnen op 10 °C. De binnenbuis heeft een diameter van 40 mm, en U = 300 W/(m²·K) is op deze diameter gebaseerd. Vind de benodigde buislengte L.