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
lengteT145 °C40 °C125 °C25 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

In een tegenstroomwarmtewisselaar koelt de warme vloeistof af van 145 tot 40 °C terwijl de koude vloeistof opwarmt van 25 tot 125 °C. Vind het logaritmisch gemiddeld temperatuurverschil ΔTlm.

Th: 145 → 40 °CTc: 25 → 125 °C
ΔTlm = K
2.Makkelijk
lengteT135 °C55 °C35 °C15 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Een tegenstroomwarmtewisselaar heeft een warmtewisselend oppervlak van 1 m² en een warmtedoorgangscoëfficiënt van 800 W/(m²·K). De warme vloeistof koelt af van 135 tot 55 °C en de koude vloeistof warmt op van 15 tot 35 °C. Vind de overgedragen warmtestroom Q̇.

A = 1 m²U = 800 W/(m²·K)Th: 135 → 55 °CTc: 15 → 35 °C
Q̇ = kW
3.Gemiddeld
lengteT150 °C50 °C10 °C45 °CΔT₁ΔT₂meestroom

Een meestroomwarmtewisselaar draagt 20 kW over. Het warmtewisselend oppervlak is 2 m². De warme vloeistof koelt af van 150 tot 50 °C en de koude vloeistof warmt op van 10 tot 45 °C. Vind de warmtedoorgangscoëfficiënt U.

Q̇ = 20 kWA = 2 m²Th: 150 → 50 °CTc: 10 → 45 °C
U = W/(m²·K)
4.Gemiddeld
lengteT90 °C75 °C25 °C45 °CΔT₁ΔT₂meestroom

Een meestroomwarmtewisselaar draagt 130 kW over. De warme vloeistof koelt af van 90 tot 75 °C en de koude vloeistof warmt op van 25 tot 45 °C. De warmtedoorgangscoëfficiënt is 1000 W/(m²·K). Vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

Q̇ = 130 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 90 → 75 °CTc: 25 → 45 °C
A = m²
5.Moeilijk
lengteT180 °C85 °C124,5 °C20 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Warme olie (1 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) koelt af van 180 tot 85 °C in een tegenstroomwarmtewisselaar. Ze verwarmt 0,5 kg/s water (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) dat binnenkomt op 20 °C. Met U = 1000 W/(m²·K), vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 180 → 85 °Cṁc = 0,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²
6.Moeilijk
lengteT110 °C25 °C?ΔT₁ΔT₂condenserende stoom

Stoom condenseert bij een constante 110 °C aan de buitenkant van de buizen van een condensor met een warmtewisselend oppervlak van 3 m² en U = 1500 W/(m²·K). Koelwater (1,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) komt de buizen binnen op 25 °C. Vind de uittredetemperatuur van het water Tc,out.

Ts = 110 °CA = 3 m²U = 1500 W/(m²·K)ṁ = 1,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °C
Tc,out = °C

Antwoordenblad

  1. 1. ΔTlm = 17,38 K
  2. 2. Q̇ = 52,39 kW
  3. 3. U = 246,8 W/(m²·K)
  4. 4. A = 2,872 m²
  5. 5. A = 3,636 m²
  6. 6. Tc,out = 68,53 °C

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