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
lengteT115 °C80 °C60 °C30 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Een tegenstroomwarmtewisselaar heeft een warmtewisselend oppervlak van 1,5 m² en een warmtedoorgangscoëfficiënt van 500 W/(m²·K). De warme vloeistof koelt af van 115 tot 80 °C en de koude vloeistof warmt op van 30 tot 60 °C. Vind de overgedragen warmtestroom Q̇.

A = 1,5 m²U = 500 W/(m²·K)Th: 115 → 80 °CTc: 30 → 60 °C
Q̇ = kW
2.Makkelijk
lengteT110 °C45 °C65 °C25 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

In een tegenstroomwarmtewisselaar koelt de warme vloeistof af van 110 tot 45 °C terwijl de koude vloeistof opwarmt van 25 tot 65 °C. Vind het logaritmisch gemiddeld temperatuurverschil ΔTlm.

Th: 110 → 45 °CTc: 25 → 65 °C
ΔTlm = K
3.Gemiddeld
lengteT105 °C10 °C35 °CΔT₁ΔT₂condenserende stoom

In een condensor condenseert stoom bij een constante 105 °C aan de buitenkant van de buizen. Koelwater (2 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) stroomt door de buizen en warmt op van 10 tot 35 °C. De warmtedoorgangscoëfficiënt is 3000 W/(m²·K). Vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

Ts = 105 °Cṁ = 2 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 10 → 35 °CU = 3000 W/(m²·K)
A = m²
4.Gemiddeld
lengteT95 °C70 °C30 °C15 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Een tegenstroomwarmtewisselaar draagt 20 kW over. De warme vloeistof koelt af van 95 tot 70 °C en de koude vloeistof warmt op van 15 tot 30 °C. De warmtedoorgangscoëfficiënt is 200 W/(m²·K). Vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

Q̇ = 20 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 95 → 70 °CTc: 15 → 30 °C
A = m²
5.Moeilijk
lengteT90 °C35 °C22,57 °C15 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Warme olie (0,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) koelt af van 90 tot 35 °C in een tegenstroomwarmtewisselaar. Ze verwarmt 2 kg/s water (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) dat binnenkomt op 15 °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: 90 → 35 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²
6.Moeilijk
lengteT90 °C55 °C?15 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

In een dubbelepijpwarmtewisselaar met tegenstroom stroomt hete olie (0,8 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) door de binnenbuis en koelt af van 90 tot 55 °C. Water (0,3 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) in de ringspleet komt binnen op 15 °C. De binnenbuis heeft een diameter van 25 mm, en U = 300 W/(m²·K) is op deze diameter gebaseerd. Vind de benodigde buislengte L.

ṁh = 0,8 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 90 → 55 °Cṁc = 0,3 kg/sTc,in = 15 °CD = 25 mmU = 300 W/(m²·K)
L = m

Antwoordenblad

  1. 1. Q̇ = 39,35 kW
  2. 2. ΔTlm = 30,83 K
  3. 3. A = 0,851 m²
  4. 4. A = 1,671 m²
  5. 5. A = 5,402 m²
  6. 6. L = 87,86 m

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