Calculatrice de DTLM (différence de température logarithmique moyenne)

Saisissez vos valeurs. La réponse et la solution détaillée se mettent à jour pendant la saisie.

Résultat

LMTD74,89 K
Puissance thermique Q149,8 kW
ΔT₁80 K
ΔT₂70 K

Pour un échangeur à faisceau tubulaire et calandre à plusieurs passes, multipliez la DTLM à contre-courant par le facteur de correction F tiré des abaques de l’échangeur.

Calculez la différence de température logarithmique moyenne (DTLM) d’un échangeur de chaleur à partir des températures d’entrée et de sortie des fluides chaud et froid, en contre-courant ou en co-courant. Avec le coefficient global d’échange thermique U, vous pouvez aussi trouver la puissance thermique à partir de la surface, ou la surface nécessaire pour une puissance donnée.

Corrigé pas à pas

Différences de température aux deux extrémités

ΔT₁ = Th,in − Tc,out = 150 − 70 = 80 K
ΔT₂ = Th,out − Tc,in = 90 − 20 = 70 K

LMTD

LMTD = (ΔT₁ − ΔT₂)/ln(ΔT₁/ΔT₂) = (80 − 70)/ln(80/70) = 74,89 K

Puissance échangée

Q = U·A·LMTD = 500·4·74,89 = 149778 W = 149,8 kW

Formules clés

Puissance échangée
Q = U·A·ΔTlm
Différence de température logarithmique moyenne (DTLM)
ΔTlm = (ΔT1 − ΔT2)/ln(ΔT1/ΔT2)
Bilan d’un fluide
Q = ṁcp(Tin − Tout)

Comment calculer la DTLM

  1. Trouvez la différence de température à chaque extrémité de l’échangeur. Contre-courant : ΔT₁ = T_h,in − T_c,out et ΔT₂ = T_h,out − T_c,in. Co-courant : ΔT₁ = T_h,in − T_c,in et ΔT₂ = T_h,out − T_c,out.
  2. DTLM = (ΔT₁ − ΔT₂)/ln(ΔT₁/ΔT₂). Si ΔT₁ = ΔT₂, la DTLM est égale à cette différence.
  3. Puissance thermique : Q = U·A·DTLM, avec U en W/(m²·K) et A en m².
  4. Surface nécessaire : A = Q/(U·DTLM).

Questions et réponses

Pourquoi le contre-courant est-il meilleur que le co-courant ?

Pour les quatre mêmes températures, la DTLM en contre-courant est plus grande : il faut donc moins de surface. Le contre-courant permet aussi que la sortie froide devienne plus chaude que la sortie chaude, ce que le co-courant ne peut jamais faire.

Pourquoi utiliser une moyenne logarithmique plutôt que la moyenne arithmétique ?

La différence de température le long de l’échangeur varie de façon exponentielle, et non linéaire. La moyenne arithmétique surestime la force motrice ; elle n’en est proche que si ΔT₁ et ΔT₂ sont voisines.

Qu’en est-il des échangeurs à faisceau tubulaire et calandre à plusieurs passes ?

Calculez la DTLM à contre-courant et multipliez-la par le facteur de correction F, lu sur des abaques à l’aide des rapports sans dimension P et R. F vaut 1 pour un contre-courant pur et moins de 1 sinon.

Puis-je utiliser des °C au lieu de K ?

Oui. Seules les différences de température interviennent dans la formule, et une différence de 1 °C équivaut à 1 K.

Entraînez-vous

S’entraîner : Échangeurs de chaleur (DTLM)

Une calculatrice donne la réponse. À l’examen, il vous faut la méthode : entraînez-vous avec de nouveaux exercices, des indices et des corrigés détaillés.

</> Embed

Free for teachers and schools: paste this code into your course page, LMS or website. Students can use the calculator and its worked solution without an account.

Plus de calculatrices