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 °C115 °C120 °C30 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Een tegenstroomwarmtewisselaar heeft een warmtewisselend oppervlak van 5 m² en een warmtedoorgangscoëfficiënt van 800 W/(m²·K). De warme vloeistof koelt af van 130 tot 115 °C en de koude vloeistof warmt op van 30 tot 120 °C. Vind de overgedragen warmtestroom Q̇.

A = 5 m²U = 800 W/(m²·K)Th: 130 → 115 °CTc: 30 → 120 °C
Q̇ = kW
2.Makkelijk
lengteT175 °C95 °C90 °C15 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

In een tegenstroomwarmtewisselaar koelt de warme vloeistof af van 175 tot 95 °C terwijl de koude vloeistof opwarmt van 15 tot 90 °C. Vind het logaritmisch gemiddeld temperatuurverschil ΔTlm.

Th: 175 → 95 °CTc: 15 → 90 °C
ΔTlm = K
3.Gemiddeld
lengteT115 °C55 °C50 °C25 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Een tegenstroomwarmtewisselaar draagt 350 kW over. De warme vloeistof koelt af van 115 tot 55 °C en de koude vloeistof warmt op van 25 tot 50 °C. De warmtedoorgangscoëfficiënt is 1500 W/(m²·K). Vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

Q̇ = 350 kWU = 1500 W/(m²·K)Th: 115 → 55 °CTc: 25 → 50 °C
A = m²
4.Gemiddeld
lengteT175 °C55 °C165 °C25 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Een tegenstroomwarmtewisselaar draagt 350 kW over. De warme vloeistof koelt af van 175 tot 55 °C en de koude vloeistof warmt op van 25 tot 165 °C. De warmtedoorgangscoëfficiënt is 1500 W/(m²·K). Vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

Q̇ = 350 kWU = 1500 W/(m²·K)Th: 175 → 55 °CTc: 25 → 165 °C
A = m²
5.Moeilijk
lengteT125 °C85 °C10 °C?ΔT₁ΔT₂meestroom

In een dubbelepijpwarmtewisselaar met meestroom stroomt hete olie (0,2 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) door de binnenbuis en koelt af van 125 tot 85 °C. Water (1,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) in de ringspleet komt binnen op 10 °C. De binnenbuis heeft een diameter van 20 mm, en U = 300 W/(m²·K) is op deze diameter gebaseerd. Vind de benodigde buislengte L.

ṁh = 0,2 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 125 → 85 °Cṁc = 1,5 kg/sTc,in = 10 °CD = 20 mmU = 300 W/(m²·K)
L = m
6.Moeilijk
lengteT100 °C25 °C?ΔT₁ΔT₂condenserende stoom

Stoom condenseert bij een constante 100 °C aan de buitenkant van de buizen van een condensor met een warmtewisselend oppervlak van 1 m² en U = 2500 W/(m²·K). Koelwater (0,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) komt de buizen binnen op 25 °C. Vind de uittredetemperatuur van het water Tc,out.

Ts = 100 °CA = 1 m²U = 2500 W/(m²·K)ṁ = 0,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °C
Tc,out = °C

Antwoordenblad

  1. 1. Q̇ = 140,2 kW
  2. 2. ΔTlm = 82,47 K
  3. 3. A = 5,155 m²
  4. 4. A = 12,82 m²
  5. 5. L = 11,57 m
  6. 6. Tc,out = 77,32 °C

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