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

Dans un échangeur à contre-courant, le fluide chaud se refroidit de 150 à 90 °C pendant que le fluide froid se réchauffe de 25 à 115 °C. Trouvez l’écart de température moyen logarithmique ΔT_lm.

Dans un échangeur de chaleur, 0,2 kg/s de eau (c_p = 4,18 kJ/(kg·K)) sont chauffés de 30 à 45 °C. Trouvez le flux thermique échangé Q̇.

Dans un condenseur, de la vapeur se condense à une température constante de 120 °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 25 à 85 °C. Le coefficient global d’échange vaut 1500 W/(m²·K). Trouvez la surface d’échange A nécessaire.

Dans un condenseur, de la vapeur se condense à une température constante de 120 °C à l’extérieur des tubes. L’eau de refroidissement (5 kg/s, c_p = 4,18 kJ/(kg·K)) circule dans les tubes et se réchauffe de 25 à 55 °C. Le coefficient global d’échange vaut 2000 W/(m²·K). Trouvez la surface d’échange A nécessaire.

De la vapeur se condense à une température constante de 110 °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 (1,5 kg/s, c_p = 4,18 kJ/(kg·K)) entre dans les tubes à 30 °C. Trouvez la température de sortie de l’eau T_c,out.

Dans un échangeur à tubes concentriques à contre-courant, de l’huile chaude (0,8 kg/s, c_p = 2,3 kJ/(kg·K)) circule dans le tube intérieur et se refroidit de 125 à 95 °C. L’eau (0,8 kg/s, c_p = 4,18 kJ/(kg·K)) circulant dans l’espace annulaire entre à 15 °C. Le tube intérieur a un diamètre de 20 mm, et U = 200 W/(m²·K) est rapporté à ce diamètre. Trouvez la longueur de tube L nécessaire.