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
longueurT135 °C95 °C110 °C15 °CΔT₁ΔT₂contre-courant

Dans un échangeur à contre-courant, le fluide chaud se refroidit de 135 à 95 °C pendant que le fluide froid se réchauffe de 15 à 110 °C. Trouvez l’écart de température moyen logarithmique ΔTlm.

Th: 135 → 95 °CTc: 15 → 110 °C
ΔTlm = K
2.Facile
longueurT145 °C45 °C90 °C25 °CΔT₁ΔT₂contre-courant

Dans un échangeur à contre-courant, le fluide chaud se refroidit de 145 à 45 °C pendant que le fluide froid se réchauffe de 25 à 90 °C. Trouvez l’écart de température moyen logarithmique ΔTlm.

Th: 145 → 45 °CTc: 25 → 90 °C
ΔTlm = K
3.Moyen
longueurT155 °C140 °C70 °C15 °CΔT₁ΔT₂contre-courant

Un échangeur à faisceau tubulaire et calandre (une passe côté calandre, deux passes côté tubes) doit transférer 630 kW. Le fluide chaud se refroidit de 155 à 140 °C et le fluide froid se réchauffe de 15 à 70 °C. Le facteur de correction de la DTLM pour cette configuration vaut F = 0,92, et U = 300 W/(m²·K). Trouvez la surface d’échange A nécessaire.

Q̇ = 630 kWF = 0,92U = 300 W/(m²·K)Th: 155 → 140 °CTc: 15 → 70 °C
A = m²
4.Moyen
longueurT85 °C45 °C30 °C40 °CΔT₁ΔT₂co-courant

Un échangeur de chaleur à co-courant transfère 120 kW. Sa surface d’échange est de 10 m². Le fluide chaud se refroidit de 85 à 45 °C et le fluide froid se réchauffe de 30 à 40 °C. Trouvez le coefficient global d’échange U.

Q̇ = 120 kWA = 10 m²Th: 85 → 45 °CTc: 30 → 40 °C
U = W/(m²·K)
5.Difficile
longueurT135 °C45 °C47,61 °C25 °CΔT₁ΔT₂contre-courant

De l’huile chaude (1 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) se refroidit de 135 à 45 °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 = 300 W/(m²·K), trouvez la surface d’échange A nécessaire.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 135 → 45 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²
6.Difficile
longueurT95 °C55 °C30,05 °C20 °CΔT₁ΔT₂contre-courant

De l’huile chaude (0,5 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) se refroidit de 95 à 55 °C dans un échangeur à contre-courant. Elle réchauffe 1 kg/s d’eau (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) qui entre à 20 °C. Avec U = 1000 W/(m²·K), trouvez la surface d’échange A nécessaire.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 95 → 55 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²

Corrigé

  1. 1. ΔTlm = 47,29 K
  2. 2. ΔTlm = 34,6 K
  3. 3. A = 22,01 m²
  4. 4. U = 575,5 W/(m²·K)
  5. 5. A = 13,79 m²
  6. 6. A = 0,867 m²

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