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 werkblad Online 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 tegenstroomwarmtewisselaar koelt de warme vloeistof af van 175 tot 105 °C terwijl de koude vloeistof opwarmt van 20 tot 135 °C. Vind het logaritmisch gemiddeld temperatuurverschil ΔT_lm.

T_h: 175 → 105 °CT_c: 20 → 135 °C

ΔT_lm = K

2.Makkelijk

Een tegenstroomwarmtewisselaar heeft een warmtewisselend oppervlak van 15 m² en een warmtedoorgangscoëfficiënt van 300 W/(m²·K). De warme vloeistof koelt af van 150 tot 45 °C en de koude vloeistof warmt op van 25 tot 120 °C. Vind de overgedragen warmtestroom Q̇.

A = 15 m²U = 300 W/(m²·K)T_h: 150 → 45 °CT_c: 25 → 120 °C

Q̇ = kW

3.Gemiddeld

Een tegenstroomwarmtewisselaar draagt 290 kW over. Het warmtewisselend oppervlak is 2 m². De warme vloeistof koelt af van 90 tot 55 °C en de koude vloeistof warmt op van 25 tot 55 °C. Vind de warmtedoorgangscoëfficiënt U.

Q̇ = 290 kWA = 2 m²T_h: 90 → 55 °CT_c: 25 → 55 °C

U = W/(m²·K)

4.Gemiddeld

Een meestroomwarmtewisselaar draagt 400 kW over. Het warmtewisselend oppervlak is 10 m². De warme vloeistof koelt af van 135 tot 115 °C en de koude vloeistof warmt op van 20 tot 80 °C. Vind de warmtedoorgangscoëfficiënt U.

Q̇ = 400 kWA = 10 m²T_h: 135 → 115 °CT_c: 20 → 80 °C

U = W/(m²·K)

5.Moeilijk

In een dubbelepijpwarmtewisselaar met tegenstroom stroomt hete olie (0,3 kg/s, c_p = 2,3 kJ/(kg·K)) door de binnenbuis en koelt af van 125 tot 55 °C. Water (1,5 kg/s, c_p = 4,18 kJ/(kg·K)) in de ringspleet komt binnen op 25 °C. De binnenbuis heeft een diameter van 32 mm, en U = 500 W/(m²·K) is op deze diameter gebaseerd. Vind de benodigde buislengte L.

ṁ_h = 0,3 kg/sc_p,h = 2,3 kJ/(kg·K)T_h: 125 → 55 °Cṁ_c = 1,5 kg/sT_c,in = 25 °CD = 32 mmU = 500 W/(m²·K)

L = m

6.Moeilijk

Warme olie (0,5 kg/s, c_p = 2,5 kJ/(kg·K)) koelt af van 85 tot 55 °C in een tegenstroomwarmtewisselaar. Ze verwarmt 1 kg/s water (c_p = 4,18 kJ/(kg·K)) dat binnenkomt op 30 °C. Met U = 800 W/(m²·K), vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

ṁ_h = 0,5 kg/sc_p,h = 2,5 kJ/(kg·K)T_h: 85 → 55 °Cṁ_c = 1 kg/sc_p,c = 4,18 kJ/(kg·K)T_c,in = 30 °CU = 800 W/(m²·K)

A = m²

Antwoordenblad

1. ΔT_lm = 59,7 K
2. Q̇ = 111 kW
3. U = 4470 W/(m²·K)
4. U = 594,8 W/(m²·K)
5. L = 17,33 m
6. A = 1,361 m²

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