De l’huile chaude (2 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) se refroidit de 165 à 110 °C dans un échangeur à contre-courant. Elle réchauffe 2 kg/s d’eau (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) qui entre à 15 °C. Aucune chaleur n’est perdue vers l’extérieur. Trouvez la température de sortie de l’eau Tc,out.
Fiche d’exercices de Échangeurs de chaleur (DTLM) avec corrigé
Dans un échangeur de chaleur, 1,2 kg/s de mélange glycolé (cp = 3,6 kJ/(kg·K)) sont refroidis de 75 à 30 °C. Trouvez le flux thermique échangé Q̇.
Un échangeur à co-courant transfère 20 kW. Le fluide chaud se refroidit de 165 à 140 °C et le fluide froid se réchauffe de 30 à 50 °C. Le coefficient global d’échange vaut 200 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 (5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) circule dans les tubes et se réchauffe de 10 à 80 °C. Le coefficient global d’échange vaut 2500 W/(m²·K). Trouvez la surface d’échange A nécessaire.
De l’huile chaude (1 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) se refroidit de 175 à 110 °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 = 500 W/(m²·K), trouvez la surface d’échange A nécessaire.
Dans un échangeur à tubes concentriques à co-courant, de l’huile chaude (0,2 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) circule dans le tube intérieur et se refroidit de 155 à 80 °C. L’eau (0,8 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) circulant dans l’espace annulaire entre à 15 °C. Le tube intérieur a un diamètre de 25 mm, et U = 250 W/(m²·K) est rapporté à ce diamètre. Trouvez la longueur de tube L nécessaire.
Corrigé
- 1. Tc,out = 45,26 °C
- 2. Q̇ = 194,4 kW
- 3. A = 0,901 m²
- 4. A = 11,16 m²
- 5. A = 3,062 m²
- 6. L = 17,56 m
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