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
longueurT170 °C55 °C155 °C20 °CΔT₁ΔT₂contre-courant

Dans un échangeur à contre-courant, le fluide chaud se refroidit de 170 à 55 °C pendant que le fluide froid se réchauffe de 20 à 155 °C. Trouvez l’écart de température moyen logarithmique ΔTlm.

Th: 170 → 55 °CTc: 20 → 155 °C
ΔTlm = K
2.Facile
longueurT135 °C70 °C55 °C15 °CΔT₁ΔT₂contre-courant

Dans un échangeur à contre-courant, le fluide chaud se refroidit de 135 à 70 °C pendant que le fluide froid se réchauffe de 15 à 55 °C. Trouvez l’écart de température moyen logarithmique ΔTlm.

Th: 135 → 70 °CTc: 15 → 55 °C
ΔTlm = K
3.Moyen
longueurT160 °C145 °C80 °C15 °CΔT₁ΔT₂contre-courant

Un échangeur à contre-courant transfère 80 kW. Le fluide chaud se refroidit de 160 à 145 °C et le fluide froid se réchauffe de 15 à 80 °C. Le coefficient global d’échange vaut 1000 W/(m²·K). Trouvez la surface d’échange A nécessaire.

Q̇ = 80 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 160 → 145 °CTc: 15 → 80 °C
A = m²
4.Moyen
longueurT120 °C10 °C110 °CΔT₁ΔT₂vapeur en condensation

Dans un condenseur, de la vapeur se condense à une température constante de 120 °C à l’extérieur des tubes. L’eau de refroidissement (0,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) circule dans les tubes et se réchauffe de 10 à 110 °C. Le coefficient global d’échange vaut 3000 W/(m²·K). Trouvez la surface d’échange A nécessaire.

Ts = 120 °Cṁ = 0,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 10 → 110 °CU = 3000 W/(m²·K)
A = m²
5.Difficile
longueurT115 °C75 °C31,96 °C20 °CΔT₁ΔT₂contre-courant

De l’huile chaude (1 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) se refroidit de 115 à 75 °C dans un échangeur à contre-courant. Elle réchauffe 2 kg/s d’eau (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) qui entre à 20 °C. Avec U = 500 W/(m²·K), trouvez la surface d’échange A nécessaire.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 115 → 75 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²
6.Difficile
longueurT160 °C115 °C78,83 °C25 °CΔT₁ΔT₂contre-courant

De l’huile chaude (2 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) se refroidit de 160 à 115 °C dans un échangeur à contre-courant. Elle réchauffe 1 kg/s d’eau (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) qui entre à 25 °C. Avec U = 1500 W/(m²·K), trouvez la surface d’échange A nécessaire.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 160 → 115 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²

Corrigé

  1. 1. ΔTlm = 23,6 K
  2. 2. ΔTlm = 66,72 K
  3. 3. A = 0,7768 m²
  4. 4. A = 1,671 m²
  5. 5. A = 2,939 m²
  6. 6. A = 1,754 m²

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