Un échangeur de chaleur à contre-courant a une surface d’échange de 12 m² et un coefficient global d’échange de 1000 W/(m²·K). Le fluide chaud se refroidit de 160 à 145 °C et le fluide froid se réchauffe de 15 à 25 °C. Trouvez le flux thermique échangé Q̇.
Fiche d’exercices de Échangeurs de chaleur (DTLM) avec corrigé
Un échangeur de chaleur à contre-courant a une surface d’échange de 10 m² et un coefficient global d’échange de 1500 W/(m²·K). Le fluide chaud se refroidit de 100 à 50 °C et le fluide froid se réchauffe de 20 à 80 °C. Trouvez le flux thermique échangé Q̇.
Dans un condenseur, de la vapeur se condense à une température constante de 110 °C à l’extérieur des tubes. L’eau de refroidissement (3 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) circule dans les tubes et se réchauffe de 10 à 90 °C. Le coefficient global d’échange vaut 3500 W/(m²·K). Trouvez la surface d’échange A nécessaire.
Un échangeur à co-courant transfère 100 kW. Le fluide chaud se refroidit de 155 à 95 °C et le fluide froid se réchauffe de 25 à 75 °C. Le coefficient global d’échange vaut 300 W/(m²·K). Trouvez la surface d’échange A nécessaire.
De l’huile chaude (0,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) se refroidit de 175 à 130 °C dans un échangeur à contre-courant. Elle réchauffe 3 kg/s d’eau (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) qui entre à 20 °C. Avec U = 200 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·cp = 2 kW/K. Le fluide chaud entre à 125 °C et le fluide froid à 30 °C. L’échangeur a A = 3 m² et U = 500 W/(m²·K). Trouvez la température de sortie du fluide chaud Th,out.
Corrigé
- 1. Q̇ = 1590 kW
- 2. Q̇ = 369,9 kW
- 3. A = 5,766 m²
- 4. A = 5,672 m²
- 5. A = 2 m²
- 6. Th,out = 84,29 °C
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