Dans un échangeur de chaleur à co-courant, le fluide chaud se refroidit de 90 à 50 °C tandis que le fluide froid se réchauffe de 15 à 45 °C. Trouvez la différence de température logarithmique moyenne ΔTlm.
Fiche d’exercices de Échangeurs de chaleur (DTLM) avec corrigé
Un échangeur de chaleur à contre-courant a une surface d’échange de 15 m² et un coefficient global d’échange de 300 W/(m²·K). Le fluide chaud se refroidit de 140 à 65 °C et le fluide froid se réchauffe de 10 à 20 °C. Trouvez le flux thermique échangé Q̇.
Un échangeur à faisceau tubulaire et calandre (une passe côté calandre, deux passes côté tubes) doit transférer 500 kW. Le fluide chaud se refroidit de 115 à 25 °C et le fluide froid se réchauffe de 10 à 55 °C. Le facteur de correction de la DTLM pour cette configuration vaut F = 0,85, et U = 1000 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 240 kW. Le fluide chaud se refroidit de 125 à 110 °C et le fluide froid se réchauffe de 25 à 60 °C. Le facteur de correction de la DTLM pour cette configuration vaut F = 0,85, et U = 500 W/(m²·K). Trouvez la surface d’échange A nécessaire.
De l’huile chaude (1,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) se refroidit de 80 à 35 °C dans un échangeur à contre-courant. Elle réchauffe 1,5 kg/s d’eau (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) qui entre à 15 °C. Avec U = 500 W/(m²·K), trouvez la surface d’échange A nécessaire.
De l’huile chaude (1,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) se refroidit de 130 à 105 °C dans un échangeur à contre-courant. Elle réchauffe 0,5 kg/s d’eau (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) qui entre à 25 °C. Avec U = 1000 W/(m²·K), trouvez la surface d’échange A nécessaire.
Corrigé
- 1. ΔTlm = 25,85 K
- 2. Q̇ = 374,9 kW
- 3. A = 18,12 m²
- 4. A = 7,575 m²
- 5. A = 12,02 m²
- 6. A = 1,347 m²
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