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

Dans un échangeur à contre-courant, le fluide chaud se refroidit de 110 à 55 °C pendant que le fluide froid se réchauffe de 25 à 50 °C. Trouvez l’écart de température moyen logarithmique ΔT_lm.

Dans un échangeur à contre-courant, le fluide chaud se refroidit de 140 à 55 °C pendant que le fluide froid se réchauffe de 30 à 70 °C. Trouvez l’écart de température moyen logarithmique ΔT_lm.

Un échangeur de chaleur à contre-courant transfère 330 kW. Sa surface d’échange est de 6 m². Le fluide chaud se refroidit de 170 à 100 °C et le fluide froid se réchauffe de 10 à 95 °C. Trouvez le coefficient global d’échange U.

Un échangeur à co-courant transfère 350 kW. Le fluide chaud se refroidit de 145 à 105 °C et le fluide froid se réchauffe de 25 à 75 °C. Le coefficient global d’échange vaut 1000 W/(m²·K). Trouvez la surface d’échange A nécessaire.

Dans un échangeur de chaleur à contre-courant, les deux fluides ont le même débit de capacité thermique, ṁ·c_p = 2 kW/K. Le fluide chaud entre à 145 °C et le fluide froid à 25 °C. L’échangeur a A = 6 m² et U = 500 W/(m²·K). Trouvez la température de sortie du fluide chaud T_h,out.

Dans un échangeur à tubes concentriques à contre-courant, de l’huile chaude (0,2 kg/s, c_p = 2,3 kJ/(kg·K)) circule dans le tube intérieur et se refroidit de 100 à 60 °C. L’eau (0,3 kg/s, c_p = 4,18 kJ/(kg·K)) circulant dans l’espace annulaire entre à 10 °C. Le tube intérieur a un diamètre de 50 mm, et U = 300 W/(m²·K) est rapporté à ce diamètre. Trouvez la longueur de tube L nécessaire.