De l’huile chaude (1 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) se refroidit de 165 à 70 °C dans un échangeur à contre-courant. Elle réchauffe 0,8 kg/s d’eau (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) qui entre à 10 °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
Un échangeur de chaleur à contre-courant a une surface d’échange de 15 m² et un coefficient global d’échange de 1500 W/(m²·K). Le fluide chaud se refroidit de 140 à 95 °C et le fluide froid se réchauffe de 20 à 120 °C. Trouvez le flux thermique échangé Q̇.
Un échangeur à contre-courant transfère 460 kW. Le fluide chaud se refroidit de 135 à 110 °C et le fluide froid se réchauffe de 20 à 30 °C. Le coefficient global d’échange vaut 1000 W/(m²·K). Trouvez la surface d’échange A nécessaire.
Un échangeur à co-courant transfère 500 kW. Le fluide chaud se refroidit de 120 à 105 °C et le fluide froid se réchauffe de 20 à 90 °C. Le coefficient global d’échange vaut 800 W/(m²·K). Trouvez la surface d’échange A nécessaire.
De la vapeur se condense à une température constante de 120 °C à l’extérieur des tubes d’un condenseur de surface d’échange 8 m² et U = 2000 W/(m²·K). L’eau de refroidissement (2 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) entre dans les tubes à 15 °C. Trouvez la température de sortie de l’eau Tc,out.
De l’huile chaude (2 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) se refroidit de 115 à 90 °C dans un échangeur à contre-courant. Elle réchauffe 1,5 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.
Corrigé
- 1. Tc,out = 75,34 °C
- 2. Q̇ = 936,3 kW
- 3. A = 4,727 m²
- 4. A = 13,95 m²
- 5. Tc,out = 104,5 °C
- 6. A = 3,704 m²
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