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
lengteT125 °C30 °C75 °C10 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

In een tegenstroomwarmtewisselaar koelt de warme vloeistof af van 125 tot 30 °C terwijl de koude vloeistof opwarmt van 10 tot 75 °C. Vind het logaritmisch gemiddeld temperatuurverschil ΔTlm.

Th: 125 → 30 °CTc: 10 → 75 °C
ΔTlm = K
2.Makkelijk
lengteT165 °C100 °C135 °C10 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

In een tegenstroomwarmtewisselaar koelt de warme vloeistof af van 165 tot 100 °C terwijl de koude vloeistof opwarmt van 10 tot 135 °C. Vind het logaritmisch gemiddeld temperatuurverschil ΔTlm.

Th: 165 → 100 °CTc: 10 → 135 °C
ΔTlm = K
3.Gemiddeld
lengteT130 °C80 °C25 °C45 °CΔT₁ΔT₂meestroom

Een meestroomwarmtewisselaar draagt 400 kW over. Het warmtewisselend oppervlak is 20 m². De warme vloeistof koelt af van 130 tot 80 °C en de koude vloeistof warmt op van 25 tot 45 °C. Vind de warmtedoorgangscoëfficiënt U.

Q̇ = 400 kWA = 20 m²Th: 130 → 80 °CTc: 25 → 45 °C
U = W/(m²·K)
4.Gemiddeld
lengteT100 °C70 °C25 °C55 °CΔT₁ΔT₂meestroom

Een meestroomwarmtewisselaar draagt 410 kW over. De warme vloeistof koelt af van 100 tot 70 °C en de koude vloeistof warmt op van 25 tot 55 °C. De warmtedoorgangscoëfficiënt is 200 W/(m²·K). Vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

Q̇ = 410 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 100 → 70 °CTc: 25 → 55 °C
A = m²
5.Moeilijk
lengteT125 °C60 °C?15 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

In een dubbelepijpwarmtewisselaar met tegenstroom stroomt hete olie (0,2 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) door de binnenbuis en koelt af van 125 tot 60 °C. Water (1,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) in de ringspleet komt binnen op 15 °C. De binnenbuis heeft een diameter van 50 mm, en U = 150 W/(m²·K) is op deze diameter gebaseerd. Vind de benodigde buislengte L.

ṁh = 0,2 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 125 → 60 °Cṁc = 1,5 kg/sTc,in = 15 °CD = 50 mmU = 150 W/(m²·K)
L = m
6.Moeilijk
lengteT105 °C30 °C?ΔT₁ΔT₂condenserende stoom

Stoom condenseert bij een constante 105 °C aan de buitenkant van de buizen van een condensor met een warmtewisselend oppervlak van 2 m² en U = 2500 W/(m²·K). Koelwater (3 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) komt de buizen binnen op 30 °C. Vind de uittredetemperatuur van het water Tc,out.

Ts = 105 °CA = 2 m²U = 2500 W/(m²·K)ṁ = 3 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °C
Tc,out = °C

Antwoordenblad

  1. 1. ΔTlm = 32,74 K
  2. 2. ΔTlm = 54,61 K
  3. 3. U = 313,9 W/(m²·K)
  4. 4. A = 54,99 m²
  5. 5. L = 19,5 m
  6. 6. Tc,out = 54,66 °C

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