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

Dans un échangeur à contre-courant, le fluide chaud se refroidit de 130 à 110 °C pendant que le fluide froid se réchauffe de 15 à 65 °C. Trouvez l’écart de température moyen logarithmique ΔT_lm.

Dans un échangeur de chaleur à co-courant, le fluide chaud se refroidit de 155 à 90 °C tandis que le fluide froid se réchauffe de 10 à 85 °C. Trouvez la différence de température logarithmique moyenne ΔT_lm.

Dans un condenseur, de la vapeur se condense à une température constante de 130 °C à l’extérieur des tubes. L’eau de refroidissement (0,5 kg/s, c_p = 4,18 kJ/(kg·K)) circule dans les tubes et se réchauffe de 30 à 95 °C. Le coefficient global d’échange vaut 1000 W/(m²·K). Trouvez la surface d’échange A nécessaire.

Un échangeur à contre-courant transfère 210 kW. Le fluide chaud se refroidit de 110 à 60 °C et le fluide froid se réchauffe de 20 à 50 °C. Le coefficient global d’échange vaut 300 W/(m²·K). Trouvez la surface d’échange A nécessaire.

Dans un échangeur de chaleur à contre-courant, les deux fluides ont le même débit de capacité thermique, ṁ·c_p = 0,5 kW/K. Le fluide chaud entre à 165 °C et le fluide froid à 25 °C. L’échangeur a A = 3 m² et U = 300 W/(m²·K). Trouvez la température de sortie du fluide chaud T_h,out.

Dans un échangeur à tubes concentriques à co-courant, de l’huile chaude (0,5 kg/s, c_p = 2,5 kJ/(kg·K)) circule dans le tube intérieur et se refroidit de 130 à 85 °C. L’eau (1,5 kg/s, c_p = 4,18 kJ/(kg·K)) circulant dans l’espace annulaire entre à 15 °C. Le tube intérieur a un diamètre de 32 mm, et U = 200 W/(m²·K) est rapporté à ce diamètre. Trouvez la longueur de tube L nécessaire.