Un échangeur de chaleur à contre-courant a une surface d’échange de 5 m² et un coefficient global d’échange de 300 W/(m²·K). Le fluide chaud se refroidit de 115 à 55 °C et le fluide froid se réchauffe de 30 à 55 °C. Trouvez le flux thermique échangé Q̇.
Fiche d’exercices de Échangeurs de chaleur (DTLM) avec corrigé
Dans un échangeur de chaleur, 0,3 kg/s de huile légère (cp = 2,1 kJ/(kg·K)) sont refroidis de 70 à 30 °C. Trouvez le flux thermique échangé Q̇.
Dans un condenseur, de la vapeur se condense à une température constante de 120 °C à l’extérieur des tubes. L’eau de refroidissement (1,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) circule dans les tubes et se réchauffe de 15 à 95 °C. Le coefficient global d’échange vaut 2000 W/(m²·K). Trouvez la surface d’échange A nécessaire.
Un échangeur à co-courant transfère 480 kW. Le fluide chaud se refroidit de 80 à 50 °C et le fluide froid se réchauffe de 10 à 35 °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 = 2,1 kJ/(kg·K)) se refroidit de 170 à 125 °C dans un échangeur à contre-courant. Elle réchauffe 2 kg/s d’eau (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) qui entre à 25 °C. Avec U = 500 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 110 °C et le fluide froid à 30 °C. L’échangeur a A = 1,5 m² et U = 500 W/(m²·K). Trouvez la température de sortie du fluide chaud Th,out.
Corrigé
- 1. Q̇ = 59,97 kW
- 2. Q̇ = 25,2 kW
- 3. A = 4,499 m²
- 4. A = 44,81 m²
- 5. A = 0,7969 m²
- 6. Th,out = 88,18 °C
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