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
lengteT175 °C95 °C10 °C50 °CΔT₁ΔT₂meestroom

In een meestroomwarmtewisselaar koelt de warme vloeistof af van 175 tot 95 °C terwijl de koude vloeistof opwarmt van 10 tot 50 °C. Vind het logaritmisch gemiddeld temperatuurverschil ΔTlm.

Th: 175 → 95 °CTc: 10 → 50 °C
ΔTlm = K
2.Makkelijk
lengteT95 °C45 °C45 °C15 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

In een tegenstroomwarmtewisselaar koelt de warme vloeistof af van 95 tot 45 °C terwijl de koude vloeistof opwarmt van 15 tot 45 °C. Vind het logaritmisch gemiddeld temperatuurverschil ΔTlm.

Th: 95 → 45 °CTc: 15 → 45 °C
ΔTlm = K
3.Gemiddeld
lengteT130 °C75 °C85 °C20 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Een tegenstroomwarmtewisselaar draagt 260 kW over. De warme vloeistof koelt af van 130 tot 75 °C en de koude vloeistof warmt op van 20 tot 85 °C. De warmtedoorgangscoëfficiënt is 1000 W/(m²·K). Vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

Q̇ = 260 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 130 → 75 °CTc: 20 → 85 °C
A = m²
4.Gemiddeld
lengteT180 °C40 °C140 °C20 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Een tegenstroomwarmtewisselaar draagt 300 kW over. De warme vloeistof koelt af van 180 tot 40 °C en de koude vloeistof warmt op van 20 tot 140 °C. De warmtedoorgangscoëfficiënt is 800 W/(m²·K). Vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

Q̇ = 300 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 180 → 40 °CTc: 20 → 140 °C
A = m²
5.Moeilijk
lengteT110 °C25 °C?ΔT₁ΔT₂condenserende stoom

Stoom condenseert bij een constante 110 °C aan de buitenkant van de buizen van een condensor met een warmtewisselend oppervlak van 1 m² en U = 3000 W/(m²·K). Koelwater (1 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) komt de buizen binnen op 25 °C. Vind de uittredetemperatuur van het water Tc,out.

Ts = 110 °CA = 1 m²U = 3000 W/(m²·K)ṁ = 1 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °C
Tc,out = °C
6.Moeilijk
lengteT180 °C70 °C70,26 °C15 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Warme olie (1 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) koelt af van 180 tot 70 °C in een tegenstroomwarmtewisselaar. Ze verwarmt 1 kg/s water (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) dat binnenkomt op 15 °C. Met U = 1500 W/(m²·K), vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 180 → 70 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²

Antwoordenblad

  1. 1. ΔTlm = 92,36 K
  2. 2. ΔTlm = 39,15 K
  3. 3. A = 5,217 m²
  4. 4. A = 13 m²
  5. 5. Tc,out = 68,53 °C
  6. 6. A = 1,943 m²

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