Dans un échangeur de chaleur à co-courant, le fluide chaud se refroidit de 90 à 65 °C tandis que le fluide froid se réchauffe de 15 à 25 °C. Trouvez la différence de température logarithmique moyenne ΔTlm.
Fiche d’exercices de Échangeurs de chaleur (DTLM) avec corrigé
Un échangeur de chaleur à contre-courant a une surface d’échange de 12 m² et un coefficient global d’échange de 200 W/(m²·K). Le fluide chaud se refroidit de 115 à 95 °C et le fluide froid se réchauffe de 20 à 90 °C. Trouvez le flux thermique échangé Q̇.
Un échangeur à co-courant transfère 80 kW. Le fluide chaud se refroidit de 145 à 120 °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.
Dans un condenseur, de la vapeur se condense à une température constante de 110 °C à l’extérieur des tubes. L’eau de refroidissement (1,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) circule dans les tubes et se réchauffe de 10 à 100 °C. Le coefficient global d’échange vaut 2500 W/(m²·K). Trouvez la surface d’échange A nécessaire.
De l’huile chaude (1,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) se refroidit de 175 à 55 °C dans un échangeur à contre-courant. Elle réchauffe 1 kg/s d’eau (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) qui entre à 15 °C. Avec U = 800 W/(m²·K), trouvez la surface d’échange A nécessaire.
De l’huile chaude (2 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) se refroidit de 155 à 135 °C dans un échangeur à contre-courant. Elle réchauffe 0,5 kg/s d’eau (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) qui entre à 10 °C. Avec U = 500 W/(m²·K), trouvez la surface d’échange A nécessaire.
Corrigé
- 1. ΔTlm = 55,68 K
- 2. Q̇ = 109,2 kW
- 3. A = 1,048 m²
- 4. A = 5,775 m²
- 5. A = 10,4 m²
- 6. A = 1,635 m²
Corrigés complets pas à pas : entraînez-vous sur ce thème sur examproblems.com.