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

Fiche d’exercices de Échangeurs de chaleur (DTLM) gratuite et imprimable : 6 exercices, du niveau facile au niveau examen, avec corrigé. Imprimez-la ou enregistrez-la en PDF.

Nouvelle ficheS’entraîner en ligne avec indices

Pour les enseignants : gratuite à imprimer, copier et utiliser en classe. Chaque nouvelle fiche a de nouvelles valeurs et son propre corrigé. Un lien vers ExamProblems sur la page de votre cours est apprécié.

Nom: ____________________   Date: ____________

1.Facile

Dans un échangeur de chaleur, 0,5 kg/s de mélange glycolé (cp = 3,6 kJ/(kg·K)) sont refroidis de 95 à 35 °C. Trouvez le flux thermique échangé Q̇.

ṁ = 0,5 kg/scp = 3,6 kJ/(kg·K)T: 95 → 35 °C
Q̇ = kW
2.Facile

Dans un échangeur de chaleur, 2,5 kg/s de eau (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) sont refroidis de 85 à 70 °C. Trouvez le flux thermique échangé Q̇.

ṁ = 2,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)T: 85 → 70 °C
Q̇ = kW
3.Moyen
longueurT100 °C50 °C40 °C10 °CΔT₁ΔT₂contre-courant

Un échangeur à faisceau tubulaire et calandre (une passe côté calandre, deux passes côté tubes) doit transférer 110 kW. Le fluide chaud se refroidit de 100 à 50 °C et le fluide froid se réchauffe de 10 à 40 °C. Le facteur de correction de la DTLM pour cette configuration vaut F = 0,92, et U = 800 W/(m²·K). Trouvez la surface d’échange A nécessaire.

Q̇ = 110 kWF = 0,92U = 800 W/(m²·K)Th: 100 → 50 °CTc: 10 → 40 °C
A = m²
4.Moyen
longueurT135 °C115 °C45 °C10 °CΔT₁ΔT₂contre-courant

Un échangeur à contre-courant transfère 390 kW. Le fluide chaud se refroidit de 135 à 115 °C et le fluide froid se réchauffe de 10 à 45 °C. Le coefficient global d’échange vaut 300 W/(m²·K). Trouvez la surface d’échange A nécessaire.

Q̇ = 390 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 135 → 115 °CTc: 10 → 45 °C
A = m²
5.Difficile
longueurT140 °C60 °C?25 °CΔT₁ΔT₂contre-courant

Dans un échangeur à tubes concentriques à contre-courant, de l’huile chaude (0,2 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) circule dans le tube intérieur et se refroidit de 140 à 60 °C. L’eau (0,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) circulant dans l’espace annulaire entre à 25 °C. Le tube intérieur a un diamètre de 25 mm, et U = 200 W/(m²·K) est rapporté à ce diamètre. Trouvez la longueur de tube L nécessaire.

ṁh = 0,2 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 140 → 60 °Cṁc = 0,5 kg/sTc,in = 25 °CD = 25 mmU = 200 W/(m²·K)
L = m
6.Difficile
longueurT125 °C55 °C?25 °CΔT₁ΔT₂contre-courant

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 125 à 55 °C. L’eau (0,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) circulant dans l’espace annulaire entre à 25 °C. Le tube intérieur a un diamètre de 40 mm, et U = 500 W/(m²·K) est rapporté à ce diamètre. Trouvez la longueur de tube L nécessaire.

ṁh = 0,3 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 125 → 55 °Cṁc = 0,5 kg/sTc,in = 25 °CD = 40 mmU = 500 W/(m²·K)
L = m

Corrigé

  1. 1. Q̇ = 108 kW
  2. 2. Q̇ = 156,8 kW
  3. 3. A = 3,03 m²
  4. 4. A = 13,36 m²
  5. 5. L = 38,43 m
  6. 6. L = 13,88 m

Corrigés complets pas à pas : entraînez-vous sur ce thème sur examproblems.com.