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.

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Nom: ____________________   Date: ____________

1.Facile
longueurT85 °C50 °C50 °C25 °CΔT₁ΔT₂contre-courant

Dans un échangeur à contre-courant, le fluide chaud se refroidit de 85 à 50 °C pendant que le fluide froid se réchauffe de 25 à 50 °C. Trouvez l’écart de température moyen logarithmique ΔTlm.

Th: 85 → 50 °CTc: 25 → 50 °C
ΔTlm = K
2.Facile
longueurT180 °C135 °C30 °C80 °CΔT₁ΔT₂co-courant

Dans un échangeur de chaleur à co-courant, le fluide chaud se refroidit de 180 à 135 °C tandis que le fluide froid se réchauffe de 30 à 80 °C. Trouvez la différence de température logarithmique moyenne ΔTlm.

Th: 180 → 135 °CTc: 30 → 80 °C
ΔTlm = K
3.Moyen
longueurT135 °C70 °C100 °C15 °CΔT₁ΔT₂contre-courant

Un échangeur à contre-courant transfère 140 kW. Le fluide chaud se refroidit de 135 à 70 °C et le fluide froid se réchauffe de 15 à 100 °C. Le coefficient global d’échange vaut 500 W/(m²·K). Trouvez la surface d’échange A nécessaire.

Q̇ = 140 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 135 → 70 °CTc: 15 → 100 °C
A = m²
4.Moyen
longueurT110 °C65 °C15 °C60 °CΔT₁ΔT₂co-courant

Un échangeur de chaleur à co-courant transfère 410 kW. Sa surface d’échange est de 15 m². Le fluide chaud se refroidit de 110 à 65 °C et le fluide froid se réchauffe de 15 à 60 °C. Trouvez le coefficient global d’échange U.

Q̇ = 410 kWA = 15 m²Th: 110 → 65 °CTc: 15 → 60 °C
U = W/(m²·K)
5.Difficile
longueurT110 °C??10 °CΔT₁ΔT₂contre-courant

Dans un échangeur de chaleur à contre-courant, les deux fluides ont le même débit de capacité thermique, ṁ·cp = 1 kW/K. Le fluide chaud entre à 110 °C et le fluide froid à 10 °C. L’échangeur a A = 4 m² et U = 300 W/(m²·K). Trouvez la température de sortie du fluide chaud Th,out.

Ch = Cc = 1 kW/KTh,in = 110 °CTc,in = 10 °CA = 4 m²U = 300 W/(m²·K)
Th,out = °C
6.Difficile
longueurT155 °C??25 °CΔT₁ΔT₂contre-courant

Dans un échangeur de chaleur à contre-courant, les deux fluides ont le même débit de capacité thermique, ṁ·cp = 0,5 kW/K. Le fluide chaud entre à 155 °C et le fluide froid à 25 °C. L’échangeur a A = 2 m² et U = 200 W/(m²·K). Trouvez la température de sortie du fluide chaud Th,out.

Ch = Cc = 0,5 kW/KTh,in = 155 °CTc,in = 25 °CA = 2 m²U = 200 W/(m²·K)
Th,out = °C

Corrigé

  1. 1. ΔTlm = 29,72 K
  2. 2. ΔTlm = 94,69 K
  3. 3. A = 6,328 m²
  4. 4. U = 894,2 W/(m²·K)
  5. 5. Th,out = 55,45 °C
  6. 6. Th,out = 97,22 °C

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