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 °C105 °C75 °C30 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Een tegenstroomwarmtewisselaar heeft een warmtewisselend oppervlak van 15 m² en een warmtedoorgangscoëfficiënt van 1500 W/(m²·K). De warme vloeistof koelt af van 125 tot 105 °C en de koude vloeistof warmt op van 30 tot 75 °C. Vind de overgedragen warmtestroom Q̇.

A = 15 m²U = 1500 W/(m²·K)Th: 125 → 105 °CTc: 30 → 75 °C
Q̇ = kW
2.Makkelijk
lengteT95 °C35 °C55 °C10 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

In een tegenstroomwarmtewisselaar koelt de warme vloeistof af van 95 tot 35 °C terwijl de koude vloeistof opwarmt van 10 tot 55 °C. Vind het logaritmisch gemiddeld temperatuurverschil ΔTlm.

Th: 95 → 35 °CTc: 10 → 55 °C
ΔTlm = K
3.Gemiddeld
lengteT110 °C55 °C100 °C30 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Een tegenstroomwarmtewisselaar draagt 170 kW over. De warme vloeistof koelt af van 110 tot 55 °C en de koude vloeistof warmt op van 30 tot 100 °C. De warmtedoorgangscoëfficiënt is 200 W/(m²·K). Vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

Q̇ = 170 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 110 → 55 °CTc: 30 → 100 °C
A = m²
4.Gemiddeld
lengteT120 °C90 °C100 °C10 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Een pijpenbundelwarmtewisselaar (één mantelgang, twee buisgangen) moet 420 kW overdragen. De warme vloeistof koelt af van 120 tot 90 °C en de koude vloeistof warmt op van 10 tot 100 °C. De LMTD-correctiefactor voor deze opstelling is F = 0,88, en U = 200 W/(m²·K). Vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

Q̇ = 420 kWF = 0,88U = 200 W/(m²·K)Th: 120 → 90 °CTc: 10 → 100 °C
A = m²
5.Moeilijk
lengteT125 °C??10 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

In een tegenstroomwarmtewisselaar hebben beide stromen dezelfde warmtecapaciteitsstroom, ṁ·cp = 1,5 kW/K. De warme stroom komt binnen op 125 °C en de koude stroom op 10 °C. De wisselaar heeft A = 6 m² en U = 200 W/(m²·K). Vind de uittredetemperatuur van de warme stroom Th,out.

Ch = Cc = 1,5 kW/KTh,in = 125 °CTc,in = 10 °CA = 6 m²U = 200 W/(m²·K)
Th,out = °C
6.Moeilijk
lengteT165 °C35 °C35,92 °C10 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Warme olie (1 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) koelt af van 165 tot 35 °C in een tegenstroomwarmtewisselaar. Ze verwarmt 3 kg/s water (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) dat binnenkomt op 10 °C. Met U = 300 W/(m²·K), vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 165 → 35 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²

Antwoordenblad

  1. 1. Q̇ = 1387 kW
  2. 2. ΔTlm = 31,91 K
  3. 3. A = 51,92 m²
  4. 4. A = 55,14 m²
  5. 5. Th,out = 73,89 °C
  6. 6. A = 17,09 m²

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