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
lengteT80 °C40 °C25 °C15 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

In een tegenstroomwarmtewisselaar koelt de warme vloeistof af van 80 tot 40 °C terwijl de koude vloeistof opwarmt van 15 tot 25 °C. Vind het logaritmisch gemiddeld temperatuurverschil ΔTlm.

Th: 80 → 40 °CTc: 15 → 25 °C
ΔTlm = K
2.Makkelijk
lengteT160 °C115 °C140 °C25 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

In een tegenstroomwarmtewisselaar koelt de warme vloeistof af van 160 tot 115 °C terwijl de koude vloeistof opwarmt van 25 tot 140 °C. Vind het logaritmisch gemiddeld temperatuurverschil ΔTlm.

Th: 160 → 115 °CTc: 25 → 140 °C
ΔTlm = K
3.Gemiddeld
lengteT145 °C125 °C25 °C70 °CΔT₁ΔT₂meestroom

Een meestroomwarmtewisselaar draagt 270 kW over. De warme vloeistof koelt af van 145 tot 125 °C en de koude vloeistof warmt op van 25 tot 70 °C. De warmtedoorgangscoëfficiënt is 1500 W/(m²·K). Vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

Q̇ = 270 kWU = 1500 W/(m²·K)Th: 145 → 125 °CTc: 25 → 70 °C
A = m²
4.Gemiddeld
lengteT105 °C55 °C65 °C25 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Een tegenstroomwarmtewisselaar draagt 450 kW over. Het warmtewisselend oppervlak is 15 m². De warme vloeistof koelt af van 105 tot 55 °C en de koude vloeistof warmt op van 25 tot 65 °C. Vind de warmtedoorgangscoëfficiënt U.

Q̇ = 450 kWA = 15 m²Th: 105 → 55 °CTc: 25 → 65 °C
U = W/(m²·K)
5.Moeilijk
lengteT180 °C75 °C67,78 °C10 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Warme olie (0,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) koelt af van 180 tot 75 °C in een tegenstroomwarmtewisselaar. Ze verwarmt 0,5 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 = 0,5 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 180 → 75 °Cṁc = 0,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²
6.Moeilijk
lengteT120 °C15 °C?ΔT₁ΔT₂condenserende stoom

Stoom condenseert bij een constante 120 °C aan de buitenkant van de buizen van een condensor met een warmtewisselend oppervlak van 1,5 m² en U = 1500 W/(m²·K). Koelwater (0,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) komt de buizen binnen op 15 °C. Vind de uittredetemperatuur van het water Tc,out.

Ts = 120 °CA = 1,5 m²U = 1500 W/(m²·K)ṁ = 0,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °C
Tc,out = °C

Antwoordenblad

  1. 1. ΔTlm = 38,05 K
  2. 2. ΔTlm = 46,54 K
  3. 3. A = 2,16 m²
  4. 4. U = 863 W/(m²·K)
  5. 5. A = 4,655 m²
  6. 6. Tc,out = 84,22 °C

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