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

Dans un échangeur à contre-courant, le fluide chaud se refroidit de 120 à 65 °C pendant que le fluide froid se réchauffe de 15 à 30 °C. Trouvez l’écart de température moyen logarithmique ΔT_lm.

Un échangeur de chaleur à contre-courant a une surface d’échange de 12 m² et un coefficient global d’échange de 800 W/(m²·K). Le fluide chaud se refroidit de 165 à 140 °C et le fluide froid se réchauffe de 20 à 60 °C. Trouvez le flux thermique échangé Q̇.

Un échangeur à contre-courant transfère 430 kW. Le fluide chaud se refroidit de 155 à 40 °C et le fluide froid se réchauffe de 15 à 145 °C. Le coefficient global d’échange vaut 200 W/(m²·K). Trouvez la surface d’échange A nécessaire.

Un échangeur à faisceau tubulaire et calandre (une passe côté calandre, deux passes côté tubes) doit transférer 170 kW. Le fluide chaud se refroidit de 145 à 80 °C et le fluide froid se réchauffe de 10 à 85 °C. Le facteur de correction de la DTLM pour cette configuration vaut F = 0,9, et U = 500 W/(m²·K). Trouvez la surface d’échange A nécessaire.

Dans un échangeur à tubes concentriques à contre-courant, de l’huile chaude (1 kg/s, c_p = 2,1 kJ/(kg·K)) circule dans le tube intérieur et se refroidit de 150 à 95 °C. L’eau (0,8 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 = 400 W/(m²·K) est rapporté à ce diamètre. Trouvez la longueur de tube L nécessaire.

Dans un échangeur à tubes concentriques à contre-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 155 à 75 °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 50 mm, et U = 300 W/(m²·K) est rapporté à ce diamètre. Trouvez la longueur de tube L nécessaire.