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.

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
longueurT135 °C45 °C125 °C20 °CΔT₁ΔT₂contre-courant

Un échangeur de chaleur à contre-courant a une surface d’échange de 1 m² et un coefficient global d’échange de 1000 W/(m²·K). Le fluide chaud se refroidit de 135 à 45 °C et le fluide froid se réchauffe de 20 à 125 °C. Trouvez le flux thermique échangé Q̇.

A = 1 m²U = 1000 W/(m²·K)Th: 135 → 45 °CTc: 20 → 125 °C
Q̇ = kW
2.Facile
longueurT130 °C30 °C100 °C15 °CΔT₁ΔT₂contre-courant

Dans un échangeur à contre-courant, le fluide chaud se refroidit de 130 à 30 °C pendant que le fluide froid se réchauffe de 15 à 100 °C. Trouvez l’écart de température moyen logarithmique ΔTlm.

Th: 130 → 30 °CTc: 15 → 100 °C
ΔTlm = K
3.Moyen
longueurT120 °C95 °C35 °C25 °CΔT₁ΔT₂contre-courant

Un échangeur à faisceau tubulaire et calandre (une passe côté calandre, deux passes côté tubes) doit transférer 200 kW. Le fluide chaud se refroidit de 120 à 95 °C et le fluide froid se réchauffe de 25 à 35 °C. Le facteur de correction de la DTLM pour cette configuration vaut F = 0,88, et U = 300 W/(m²·K). Trouvez la surface d’échange A nécessaire.

Q̇ = 200 kWF = 0,88U = 300 W/(m²·K)Th: 120 → 95 °CTc: 25 → 35 °C
A = m²
4.Moyen
longueurT150 °C40 °C100 °C15 °CΔT₁ΔT₂contre-courant

Un échangeur de chaleur à contre-courant transfère 220 kW. Sa surface d’échange est de 10 m². Le fluide chaud se refroidit de 150 à 40 °C et le fluide froid se réchauffe de 15 à 100 °C. Trouvez le coefficient global d’échange U.

Q̇ = 220 kWA = 10 m²Th: 150 → 40 °CTc: 15 → 100 °C
U = W/(m²·K)
5.Difficile
longueurT100 °C??15 °CΔT₁ΔT₂contre-courant

Dans un échangeur de chaleur à contre-courant, les deux fluides ont le même débit de capacité thermique, ṁ·cp = 3 kW/K. Le fluide chaud entre à 100 °C et le fluide froid à 15 °C. L’échangeur a A = 2 m² et U = 500 W/(m²·K). Trouvez la température de sortie du fluide chaud Th,out.

Ch = Cc = 3 kW/KTh,in = 100 °CTc,in = 15 °CA = 2 m²U = 500 W/(m²·K)
Th,out = °C
6.Difficile
longueurT145 °C??25 °CΔT₁ΔT₂contre-courant

Dans un échangeur de chaleur à contre-courant, les deux fluides ont le même débit de capacité thermique, ṁ·cp = 1 kW/K. Le fluide chaud entre à 145 °C et le fluide froid à 25 °C. L’échangeur a A = 1,5 m² et U = 200 W/(m²·K). Trouvez la température de sortie du fluide chaud Th,out.

Ch = Cc = 1 kW/KTh,in = 145 °CTc,in = 25 °CA = 1,5 m²U = 200 W/(m²·K)
Th,out = °C

Corrigé

  1. 1. Q̇ = 16,37 kW
  2. 2. ΔTlm = 21,64 K
  3. 3. A = 9,806 m²
  4. 4. U = 610 W/(m²·K)
  5. 5. Th,out = 78,75 °C
  6. 6. Th,out = 117,3 °C

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