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

In een warmtewisselaar wordt 0,5 kg/s water (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) afgekoeld van 70 tot 40 °C. Vind de overgedragen warmtestroom Q̇.

ṁ = 0,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)T: 70 → 40 °C
Q̇ = kW
2.Makkelijk
lengteT155 °C55 °C?20 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Hete olie (0,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) koelt af van 155 tot 55 °C in een tegenstroomwisselaar. Die verwarmt 1 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 = 0,5 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 155 → 55 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °C
Tc,out = °C
3.Gemiddeld
lengteT90 °C75 °C65 °C30 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Een tegenstroomwarmtewisselaar draagt 200 kW over. De warme vloeistof koelt af van 90 tot 75 °C en de koude vloeistof warmt op van 30 tot 65 °C. De warmtedoorgangscoëfficiënt is 800 W/(m²·K). Vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

Q̇ = 200 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 90 → 75 °CTc: 30 → 65 °C
A = m²
4.Gemiddeld
lengteT140 °C25 °C40 °CΔT₁ΔT₂condenserende stoom

In een condensor condenseert stoom bij een constante 140 °C aan de buitenkant van de buizen. Koelwater (0,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) stroomt door de buizen en warmt op van 25 tot 40 °C. De warmtedoorgangscoëfficiënt is 2500 W/(m²·K). Vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

Ts = 140 °Cṁ = 0,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 25 → 40 °CU = 2500 W/(m²·K)
A = m²
5.Moeilijk
lengteT80 °C40 °C13,99 °C10 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Warme olie (0,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) koelt af van 80 tot 40 °C in een tegenstroomwarmtewisselaar. Ze verwarmt 3 kg/s water (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) dat binnenkomt op 10 °C. Met U = 500 W/(m²·K), vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 80 → 40 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²
6.Moeilijk
lengteT165 °C115 °C23,37 °C15 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Warme olie (1 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) koelt af van 165 tot 115 °C in een tegenstroomwarmtewisselaar. Ze verwarmt 3 kg/s water (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) dat binnenkomt op 15 °C. Met U = 200 W/(m²·K), vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 165 → 115 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 200 W/(m²·K)
A = m²

Antwoordenblad

  1. 1. Q̇ = 62,7 kW
  2. 2. Tc,out = 49,9 °C
  3. 3. A = 7,347 m²
  4. 4. A = 0,1168 m²
  5. 5. A = 2,19 m²
  6. 6. A = 4,389 m²

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