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
lengteT165 °C130 °C25 °C70 °CΔT₁ΔT₂meestroom

In een meestroomwarmtewisselaar koelt de warme vloeistof af van 165 tot 130 °C terwijl de koude vloeistof opwarmt van 25 tot 70 °C. Vind het logaritmisch gemiddeld temperatuurverschil ΔTlm.

Th: 165 → 130 °CTc: 25 → 70 °C
ΔTlm = K
2.Makkelijk
lengteT130 °C50 °C?20 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Hete olie (1 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) koelt af van 130 tot 50 °C in een tegenstroomwisselaar. Die verwarmt 0,8 kg/s water (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) dat binnenkomt op 20 °C. Er gaat geen warmte verloren naar de omgeving. Vind de uittredetemperatuur van het water Tc,out.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 130 → 50 °Cṁc = 0,8 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °C
Tc,out = °C
3.Gemiddeld
lengteT95 °C35 °C40 °C10 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Een tegenstroomwarmtewisselaar draagt 400 kW over. De warme vloeistof koelt af van 95 tot 35 °C en de koude vloeistof warmt op van 10 tot 40 °C. De warmtedoorgangscoëfficiënt is 1500 W/(m²·K). Vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

Q̇ = 400 kWU = 1500 W/(m²·K)Th: 95 → 35 °CTc: 10 → 40 °C
A = m²
4.Gemiddeld
lengteT125 °C105 °C30 °C45 °CΔT₁ΔT₂meestroom

Een meestroomwarmtewisselaar draagt 330 kW over. De warme vloeistof koelt af van 125 tot 105 °C en de koude vloeistof warmt op van 30 tot 45 °C. De warmtedoorgangscoëfficiënt is 200 W/(m²·K). Vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

Q̇ = 330 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 125 → 105 °CTc: 30 → 45 °C
A = m²
5.Moeilijk
lengteT125 °C60 °C62,66 °C30 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Warme olie (2 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) koelt af van 125 tot 60 °C in een tegenstroomwarmtewisselaar. Ze verwarmt 2 kg/s water (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) dat binnenkomt op 30 °C. Met U = 500 W/(m²·K), vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 125 → 60 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²
6.Moeilijk
lengteT155 °C??10 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

In een tegenstroomwarmtewisselaar hebben beide stromen dezelfde warmtecapaciteitsstroom, ṁ·cp = 4 kW/K. De warme stroom komt binnen op 155 °C en de koude stroom op 10 °C. De wisselaar heeft A = 6 m² en U = 500 W/(m²·K). Vind de uittredetemperatuur van de warme stroom Th,out.

Ch = Cc = 4 kW/KTh,in = 155 °CTc,in = 10 °CA = 6 m²U = 500 W/(m²·K)
Th,out = °C

Antwoordenblad

  1. 1. ΔTlm = 94,42 K
  2. 2. Tc,out = 70,24 °C
  3. 3. A = 7,009 m²
  4. 4. A = 21,66 m²
  5. 5. A = 12,35 m²
  6. 6. Th,out = 92,86 °C

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