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

Dans un échangeur à contre-courant, le fluide chaud se refroidit de 160 à 65 °C pendant que le fluide froid se réchauffe de 30 à 85 °C. Trouvez l’écart de température moyen logarithmique ΔT_lm.

Dans un échangeur de chaleur, 3 kg/s de huile légère (c_p = 2,1 kJ/(kg·K)) sont refroidis de 65 à 45 °C. Trouvez le flux thermique échangé Q̇.

Un échangeur à contre-courant transfère 130 kW. Le fluide chaud se refroidit de 175 à 105 °C et le fluide froid se réchauffe de 20 à 60 °C. Le coefficient global d’échange vaut 500 W/(m²·K). Trouvez la surface d’échange A nécessaire.

Dans un condenseur, de la vapeur se condense à une température constante de 105 °C à l’extérieur des tubes. L’eau de refroidissement (1,5 kg/s, c_p = 4,18 kJ/(kg·K)) circule dans les tubes et se réchauffe de 10 à 55 °C. Le coefficient global d’échange vaut 2000 W/(m²·K). Trouvez la surface d’échange A nécessaire.

Dans un échangeur à tubes concentriques à contre-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 115 à 60 °C. L’eau (0,3 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 32 mm, et U = 500 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 (0,2 kg/s, c_p = 2,5 kJ/(kg·K)) circule dans le tube intérieur et se refroidit de 90 à 60 °C. L’eau (1,5 kg/s, c_p = 4,18 kJ/(kg·K)) circulant dans l’espace annulaire entre à 25 °C. Le tube intérieur a un diamètre de 50 mm, et U = 250 W/(m²·K) est rapporté à ce diamètre. Trouvez la longueur de tube L nécessaire.