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.

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Nom: ____________________   Date: ____________

1.Facile
longueurT170 °C115 °C60 °C30 °CΔT₁ΔT₂contre-courant

Dans un échangeur à contre-courant, le fluide chaud se refroidit de 170 à 115 °C pendant que le fluide froid se réchauffe de 30 à 60 °C. Trouvez l’écart de température moyen logarithmique ΔTlm.

Th: 170 → 115 °CTc: 30 → 60 °C
ΔTlm = K
2.Facile
longueurT155 °C110 °C30 °C15 °CΔT₁ΔT₂contre-courant

Dans un échangeur à contre-courant, le fluide chaud se refroidit de 155 à 110 °C pendant que le fluide froid se réchauffe de 15 à 30 °C. Trouvez l’écart de température moyen logarithmique ΔTlm.

Th: 155 → 110 °CTc: 15 → 30 °C
ΔTlm = K
3.Moyen
longueurT90 °C55 °C75 °C15 °CΔT₁ΔT₂contre-courant

Un échangeur à contre-courant transfère 350 kW. Le fluide chaud se refroidit de 90 à 55 °C et le fluide froid se réchauffe de 15 à 75 °C. Le coefficient global d’échange vaut 800 W/(m²·K). Trouvez la surface d’échange A nécessaire.

Q̇ = 350 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 90 → 55 °CTc: 15 → 75 °C
A = m²
4.Moyen
longueurT120 °C70 °C100 °C30 °CΔT₁ΔT₂contre-courant

Un échangeur à contre-courant transfère 260 kW. Le fluide chaud se refroidit de 120 à 70 °C et le fluide froid se réchauffe de 30 à 100 °C. Le coefficient global d’échange vaut 200 W/(m²·K). Trouvez la surface d’échange A nécessaire.

Q̇ = 260 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 120 → 70 °CTc: 30 → 100 °C
A = m²
5.Difficile
longueurT130 °C20 °C?ΔT₁ΔT₂vapeur en condensation

De la vapeur se condense à une température constante de 130 °C à l’extérieur des tubes d’un condenseur de surface d’échange 6 m² et U = 2000 W/(m²·K). L’eau de refroidissement (1,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) entre dans les tubes à 20 °C. Trouvez la température de sortie de l’eau Tc,out.

Ts = 130 °CA = 6 m²U = 2000 W/(m²·K)ṁ = 1,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °C
Tc,out = °C
6.Difficile
longueurT120 °C30 °C?ΔT₁ΔT₂vapeur en condensation

De la vapeur se condense à une température constante de 120 °C à l’extérieur des tubes d’un condenseur de surface d’échange 4 m² et U = 1000 W/(m²·K). L’eau de refroidissement (1 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) entre dans les tubes à 30 °C. Trouvez la température de sortie de l’eau Tc,out.

Ts = 120 °CA = 4 m²U = 1000 W/(m²·K)ṁ = 1 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °C
Tc,out = °C

Corrigé

  1. 1. ΔTlm = 96,96 K
  2. 2. ΔTlm = 109,3 K
  3. 3. A = 17,16 m²
  4. 4. A = 45,05 m²
  5. 5. Tc,out = 113,8 °C
  6. 6. Tc,out = 85,43 °C

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