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

Dans un échangeur à contre-courant, le fluide chaud se refroidit de 125 à 75 °C pendant que le fluide froid se réchauffe de 10 à 65 °C. Trouvez l’écart de température moyen logarithmique ΔT_lm.

Dans un échangeur de chaleur, 0,8 kg/s de huile légère (c_p = 2,1 kJ/(kg·K)) sont refroidis de 60 à 40 °C. Trouvez le flux thermique échangé Q̇.

Un échangeur de chaleur à co-courant transfère 330 kW. Sa surface d’échange est de 15 m². Le fluide chaud se refroidit de 180 à 140 °C et le fluide froid se réchauffe de 15 à 95 °C. Trouvez le coefficient global d’échange U.

Dans un condenseur, de la vapeur se condense à une température constante de 130 °C à l’extérieur des tubes. L’eau de refroidissement (1 kg/s, c_p = 4,18 kJ/(kg·K)) circule dans les tubes et se réchauffe de 20 à 85 °C. Le coefficient global d’échange vaut 3000 W/(m²·K). Trouvez la surface d’échange A nécessaire.

Dans un échangeur à tubes concentriques à co-courant, de l’huile chaude (0,8 kg/s, c_p = 2,1 kJ/(kg·K)) circule dans le tube intérieur et se refroidit de 150 à 100 °C. L’eau (1,5 kg/s, c_p = 4,18 kJ/(kg·K)) circulant dans l’espace annulaire entre à 20 °C. Le tube intérieur a un diamètre de 50 mm, et U = 400 W/(m²·K) est rapporté à ce diamètre. Trouvez la longueur de tube L nécessaire.

De la vapeur se condense à une température constante de 100 °C à l’extérieur des tubes d’un condenseur de surface d’échange 8 m² et U = 2000 W/(m²·K). L’eau de refroidissement (2 kg/s, c_p = 4,18 kJ/(kg·K)) entre dans les tubes à 25 °C. Trouvez la température de sortie de l’eau T_c,out.