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 95 à 60 °C et le fluide froid se réchauffe de 30 à 60 °C. Trouvez le flux thermique échangé Q̇.
Fiche d’exercices de Échangeurs de chaleur (DTLM) avec corrigé
Dans un échangeur à contre-courant, le fluide chaud se refroidit de 120 à 45 °C pendant que le fluide froid se réchauffe de 10 à 55 °C. Trouvez l’écart de température moyen logarithmique ΔTlm.
Un échangeur à contre-courant transfère 500 kW. Le fluide chaud se refroidit de 120 à 100 °C et le fluide froid se réchauffe de 15 à 90 °C. Le coefficient global d’échange vaut 1500 W/(m²·K). Trouvez la surface d’échange A nécessaire.
Dans un condenseur, de la vapeur se condense à une température constante de 120 °C à l’extérieur des tubes. L’eau de refroidissement (2 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) circule dans les tubes et se réchauffe de 10 à 85 °C. Le coefficient global d’échange vaut 3500 W/(m²·K). Trouvez la surface d’échange A nécessaire.
Dans un échangeur à tubes concentriques à co-courant, de l’huile chaude (0,3 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) circule dans le tube intérieur et se refroidit de 105 à 75 °C. L’eau (0,3 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 = 250 W/(m²·K) est rapporté à ce diamètre. Trouvez la longueur de tube L nécessaire.
De l’huile chaude (1 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) se refroidit de 150 à 80 °C dans un échangeur à contre-courant. Elle réchauffe 1,5 kg/s d’eau (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) qui entre à 10 °C. Avec U = 300 W/(m²·K), trouvez la surface d’échange A nécessaire.
Corrigé
- 1. Q̇ = 486,5 kW
- 2. ΔTlm = 48,46 K
- 3. A = 6,312 m²
- 4. A = 2,735 m²
- 5. L = 19,74 m
- 6. A = 5,939 m²
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