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 werkblad Online 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

In een meestroomwarmtewisselaar koelt de warme vloeistof af van 125 tot 90 °C terwijl de koude vloeistof opwarmt van 10 tot 55 °C. Vind het logaritmisch gemiddeld temperatuurverschil ΔT_lm.

T_h: 125 → 90 °CT_c: 10 → 55 °C

ΔT_lm = K

2.Makkelijk

In een tegenstroomwarmtewisselaar koelt de warme vloeistof af van 130 tot 65 °C terwijl de koude vloeistof opwarmt van 15 tot 55 °C. Vind het logaritmisch gemiddeld temperatuurverschil ΔT_lm.

T_h: 130 → 65 °CT_c: 15 → 55 °C

ΔT_lm = K

3.Gemiddeld

Een pijpenbundelwarmtewisselaar (één mantelgang, twee buisgangen) moet 690 kW overdragen. De warme vloeistof koelt af van 105 tot 55 °C en de koude vloeistof warmt op van 25 tot 50 °C. De LMTD-correctiefactor voor deze opstelling is F = 0,95, en U = 200 W/(m²·K). Vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

Q̇ = 690 kWF = 0,95U = 200 W/(m²·K)T_h: 105 → 55 °CT_c: 25 → 50 °C

A = m²

4.Gemiddeld

Een meestroomwarmtewisselaar draagt 280 kW over. Het warmtewisselend oppervlak is 20 m². De warme vloeistof koelt af van 160 tot 95 °C en de koude vloeistof warmt op van 20 tot 40 °C. Vind de warmtedoorgangscoëfficiënt U.

Q̇ = 280 kWA = 20 m²T_h: 160 → 95 °CT_c: 20 → 40 °C

U = W/(m²·K)

5.Moeilijk

In een dubbelepijpwarmtewisselaar met tegenstroom stroomt hete olie (0,5 kg/s, c_p = 2,1 kJ/(kg·K)) door de binnenbuis en koelt af van 105 tot 75 °C. Water (0,8 kg/s, c_p = 4,18 kJ/(kg·K)) in de ringspleet komt binnen op 15 °C. De binnenbuis heeft een diameter van 20 mm, en U = 250 W/(m²·K) is op deze diameter gebaseerd. Vind de benodigde buislengte L.

ṁ_h = 0,5 kg/sc_p,h = 2,1 kJ/(kg·K)T_h: 105 → 75 °Cṁ_c = 0,8 kg/sT_c,in = 15 °CD = 20 mmU = 250 W/(m²·K)

L = m

6.Moeilijk

Warme olie (2 kg/s, c_p = 2,3 kJ/(kg·K)) koelt af van 130 tot 75 °C in een tegenstroomwarmtewisselaar. Ze verwarmt 1 kg/s water (c_p = 4,18 kJ/(kg·K)) dat binnenkomt op 25 °C. Met U = 200 W/(m²·K), vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

ṁ_h = 2 kg/sc_p,h = 2,3 kJ/(kg·K)T_h: 130 → 75 °Cṁ_c = 1 kg/sc_p,c = 4,18 kJ/(kg·K)T_c,in = 25 °CU = 200 W/(m²·K)

A = m²

Antwoordenblad

1. ΔT_lm = 67,25 K
2. ΔT_lm = 61,66 K
3. A = 88,05 m²
4. U = 153,9 W/(m²·K)
5. L = 28,74 m
6. A = 26,81 m²

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