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

Fiche d’exercices de Échangeurs de chaleur (DTLM) gratuite et imprimable : 6 exercices, du niveau facile au niveau examen, avec corrigé. Imprimez-la ou enregistrez-la en PDF.

Nouvelle ficheS’entraîner en ligne avec indices

Pour les enseignants : gratuite à imprimer, copier et utiliser en classe. Chaque nouvelle fiche a de nouvelles valeurs et son propre corrigé. Un lien vers ExamProblems sur la page de votre cours est apprécié.

Nom: ____________________   Date: ____________

1.Facile
longueurT95 °C80 °C80 °C30 °CΔT₁ΔT₂contre-courant

Dans un échangeur à contre-courant, le fluide chaud se refroidit de 95 à 80 °C pendant que le fluide froid se réchauffe de 30 à 80 °C. Trouvez l’écart de température moyen logarithmique ΔTlm.

Th: 95 → 80 °CTc: 30 → 80 °C
ΔTlm = K
2.Facile
longueurT120 °C50 °C110 °C10 °CΔT₁ΔT₂contre-courant

Dans un échangeur à contre-courant, le fluide chaud se refroidit de 120 à 50 °C pendant que le fluide froid se réchauffe de 10 à 110 °C. Trouvez l’écart de température moyen logarithmique ΔTlm.

Th: 120 → 50 °CTc: 10 → 110 °C
ΔTlm = K
3.Moyen
longueurT100 °C10 °C65 °CΔT₁ΔT₂vapeur en condensation

Dans un condenseur, de la vapeur se condense à une température constante de 100 °C à l’extérieur des tubes. L’eau de refroidissement (2 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) circule dans les tubes et se réchauffe de 10 à 65 °C. Le coefficient global d’échange vaut 1500 W/(m²·K). Trouvez la surface d’échange A nécessaire.

Ts = 100 °Cṁ = 2 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 10 → 65 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²
4.Moyen
longueurT110 °C85 °C60 °C15 °CΔT₁ΔT₂contre-courant

Un échangeur à contre-courant transfère 200 kW. Le fluide chaud se refroidit de 110 à 85 °C et le fluide froid se réchauffe de 15 à 60 °C. Le coefficient global d’échange vaut 500 W/(m²·K). Trouvez la surface d’échange A nécessaire.

Q̇ = 200 kWU = 500 W/(m²·K)Th: 110 → 85 °CTc: 15 → 60 °C
A = m²
5.Difficile
longueurT150 °C45 °C35,93 °C15 °CΔT₁ΔT₂contre-courant

De l’huile chaude (1 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) se refroidit de 150 à 45 °C dans un échangeur à contre-courant. Elle réchauffe 3 kg/s d’eau (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) qui entre à 15 °C. Avec U = 200 W/(m²·K), trouvez la surface d’échange A nécessaire.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 150 → 45 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 200 W/(m²·K)
A = m²
6.Difficile
longueurT160 °C105 °C33,22 °C25 °CΔT₁ΔT₂contre-courant

De l’huile chaude (0,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) se refroidit de 160 à 105 °C dans un échangeur à contre-courant. Elle réchauffe 2 kg/s d’eau (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) qui entre à 25 °C. Avec U = 300 W/(m²·K), trouvez la surface d’échange A nécessaire.

ṁh = 0,5 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 160 → 105 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²

Corrigé

  1. 1. ΔTlm = 29,07 K
  2. 2. ΔTlm = 21,64 K
  3. 3. A = 5,264 m²
  4. 4. A = 6,729 m²
  5. 5. A = 20,85 m²
  6. 6. A = 2,256 m²

Corrigés complets pas à pas : entraînez-vous sur ce thème sur examproblems.com.