Un échangeur de chaleur à contre-courant a une surface d’échange de 0,5 m² et un coefficient global d’échange de 1500 W/(m²·K). Le fluide chaud se refroidit de 165 à 55 °C et le fluide froid se réchauffe de 10 à 70 °C. Trouvez le flux thermique échangé Q̇.
Fiche d’exercices de Échangeurs de chaleur (DTLM) avec corrigé
De l’huile chaude (1,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) se refroidit de 165 à 85 °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. Aucune chaleur n’est perdue vers l’extérieur. Trouvez la température de sortie de l’eau Tc,out.
Un échangeur de chaleur à contre-courant transfère 100 kW. Sa surface d’échange est de 2,5 m². Le fluide chaud se refroidit de 120 à 95 °C et le fluide froid se réchauffe de 25 à 95 °C. Trouvez le coefficient global d’échange U.
Un échangeur à faisceau tubulaire et calandre (une passe côté calandre, deux passes côté tubes) doit transférer 580 kW. Le fluide chaud se refroidit de 150 à 55 °C et le fluide froid se réchauffe de 25 à 80 °C. Le facteur de correction de la DTLM pour cette configuration vaut F = 0,9, et U = 1000 W/(m²·K). Trouvez la surface d’échange A nécessaire.
De l’huile chaude (0,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) se refroidit de 155 à 70 °C dans un échangeur à contre-courant. Elle réchauffe 2 kg/s d’eau (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) qui entre à 15 °C. Avec U = 800 W/(m²·K), trouvez la surface d’échange A nécessaire.
De l’huile chaude (2 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) se refroidit de 160 à 110 °C dans un échangeur à contre-courant. Elle réchauffe 0,5 kg/s d’eau (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) qui entre à 10 °C. Avec U = 1000 W/(m²·K), trouvez la surface d’échange A nécessaire.
Corrigé
- 1. Q̇ = 50,19 kW
- 2. Tc,out = 62,85 °C
- 3. U = 915,2 W/(m²·K)
- 4. A = 13,65 m²
- 5. A = 1,412 m²
- 6. A = 3,514 m²
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