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 140 à 95 °C et le fluide froid se réchauffe de 25 à 130 °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 3 m² et un coefficient global d’échange de 300 W/(m²·K). Le fluide chaud se refroidit de 125 à 45 °C et le fluide froid se réchauffe de 30 à 115 °C. Trouvez le flux thermique échangé Q̇.
Un échangeur de chaleur à contre-courant transfère 450 kW. Sa surface d’échange est de 2 m². Le fluide chaud se refroidit de 145 à 115 °C et le fluide froid se réchauffe de 30 à 85 °C. Trouvez le coefficient global d’échange U.
Un échangeur à faisceau tubulaire et calandre (une passe côté calandre, deux passes côté tubes) doit transférer 240 kW. Le fluide chaud se refroidit de 115 à 75 °C et le fluide froid se réchauffe de 20 à 95 °C. Le facteur de correction de la DTLM pour cette configuration vaut F = 0,8, et 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 = 3 kW/K. Le fluide chaud entre à 150 °C et le fluide froid à 20 °C. L’échangeur a A = 4 m² et U = 500 W/(m²·K). Trouvez la température de sortie du fluide chaud Th,out.
Dans un échangeur à tubes concentriques à contre-courant, de l’huile chaude (0,3 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) circule dans le tube intérieur et se refroidit de 100 à 55 °C. L’eau (0,3 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) circulant dans l’espace annulaire entre à 15 °C. Le tube intérieur a un diamètre de 50 mm, et U = 300 W/(m²·K) est rapporté à ce diamètre. Trouvez la longueur de tube L nécessaire.
Corrigé
- 1. Q̇ = 46,25 kW
- 2. Q̇ = 11,1 kW
- 3. U = 3135 W/(m²·K)
- 4. A = 17,34 m²
- 5. Th,out = 98 °C
- 6. L = 11,94 m
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