Fiche d’exercices de Échangeurs de chaleur (DTLM) avec corrigé

Dans un échangeur à contre-courant, le fluide chaud se refroidit de 105 à 80 °C pendant que le fluide froid se réchauffe de 15 à 55 °C. Trouvez l’écart de température moyen logarithmique ΔT_lm.

Dans un échangeur à contre-courant, le fluide chaud se refroidit de 170 à 100 °C pendant que le fluide froid se réchauffe de 15 à 40 °C. Trouvez l’écart de température moyen logarithmique ΔT_lm.

Un échangeur à contre-courant transfère 260 kW. Le fluide chaud se refroidit de 80 à 55 °C et le fluide froid se réchauffe de 20 à 35 °C. Le coefficient global d’échange vaut 200 W/(m²·K). Trouvez la surface d’échange A nécessaire.

Un échangeur à faisceau tubulaire et calandre (une passe côté calandre, deux passes côté tubes) doit transférer 430 kW. Le fluide chaud se refroidit de 115 à 100 °C et le fluide froid se réchauffe de 30 à 65 °C. Le facteur de correction de la DTLM pour cette configuration vaut F = 0,95, et U = 300 W/(m²·K). Trouvez la surface d’échange A nécessaire.

Dans un échangeur de chaleur à contre-courant, les deux fluides ont le même débit de capacité thermique, ṁ·c_p = 1,5 kW/K. Le fluide chaud entre à 155 °C et le fluide froid à 30 °C. L’échangeur a A = 6 m² et U = 200 W/(m²·K). Trouvez la température de sortie du fluide chaud T_h,out.

De la vapeur se condense à une température constante de 130 °C à l’extérieur des tubes d’un condenseur de surface d’échange 3 m² et U = 2500 W/(m²·K). L’eau de refroidissement (1,5 kg/s, c_p = 4,18 kJ/(kg·K)) entre dans les tubes à 15 °C. Trouvez la température de sortie de l’eau T_c,out.