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
lengteT130 °C80 °C70 °C10 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Een tegenstroomwarmtewisselaar heeft een warmtewisselend oppervlak van 5 m² en een warmtedoorgangscoëfficiënt van 1000 W/(m²·K). De warme vloeistof koelt af van 130 tot 80 °C en de koude vloeistof warmt op van 10 tot 70 °C. Vind de overgedragen warmtestroom Q̇.

A = 5 m²U = 1000 W/(m²·K)Th: 130 → 80 °CTc: 10 → 70 °C
Q̇ = kW
2.Makkelijk
lengteT150 °C65 °C60 °C20 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

In een tegenstroomwarmtewisselaar koelt de warme vloeistof af van 150 tot 65 °C terwijl de koude vloeistof opwarmt van 20 tot 60 °C. Vind het logaritmisch gemiddeld temperatuurverschil ΔTlm.

Th: 150 → 65 °CTc: 20 → 60 °C
ΔTlm = K
3.Gemiddeld
lengteT105 °C75 °C85 °C15 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Een tegenstroomwarmtewisselaar draagt 230 kW over. De warme vloeistof koelt af van 105 tot 75 °C en de koude vloeistof warmt op van 15 tot 85 °C. De warmtedoorgangscoëfficiënt is 800 W/(m²·K). Vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

Q̇ = 230 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 105 → 75 °CTc: 15 → 85 °C
A = m²
4.Gemiddeld
lengteT95 °C70 °C45 °C15 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Een tegenstroomwarmtewisselaar draagt 120 kW over. De warme vloeistof koelt af van 95 tot 70 °C en de koude vloeistof warmt op van 15 tot 45 °C. De warmtedoorgangscoëfficiënt is 500 W/(m²·K). Vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

Q̇ = 120 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 95 → 70 °CTc: 15 → 45 °C
A = m²
5.Moeilijk
lengteT175 °C110 °C46,77 °C25 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Warme olie (1 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) koelt af van 175 tot 110 °C in een tegenstroomwarmtewisselaar. Ze verwarmt 1,5 kg/s water (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) dat binnenkomt op 25 °C. Met U = 1500 W/(m²·K), vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 175 → 110 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²
6.Moeilijk
lengteT80 °C??25 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

In een tegenstroomwarmtewisselaar hebben beide stromen dezelfde warmtecapaciteitsstroom, ṁ·cp = 4 kW/K. De warme stroom komt binnen op 80 °C en de koude stroom op 25 °C. De wisselaar heeft A = 5 m² en U = 800 W/(m²·K). Vind de uittredetemperatuur van de warme stroom Th,out.

Ch = Cc = 4 kW/KTh,in = 80 °CTc,in = 25 °CA = 5 m²U = 800 W/(m²·K)
Th,out = °C

Antwoordenblad

  1. 1. Q̇ = 324,4 kW
  2. 2. ΔTlm = 64,92 K
  3. 3. A = 7,896 m²
  4. 4. A = 4,575 m²
  5. 5. A = 0,8655 m²
  6. 6. Th,out = 52,5 °C

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