Un échangeur de chaleur à contre-courant a une surface d’échange de 15 m² et un coefficient global d’échange de 300 W/(m²·K). Le fluide chaud se refroidit de 175 à 55 °C et le fluide froid se réchauffe de 10 à 95 °C. Trouvez le flux thermique échangé Q̇.
Fiche d’exercices de Échangeurs de chaleur (DTLM) avec corrigé
Dans un échangeur de chaleur, 2 kg/s de huile légère (cp = 2,1 kJ/(kg·K)) sont refroidis de 115 à 95 °C. Trouvez le flux thermique échangé Q̇.
Un échangeur de chaleur à co-courant transfère 300 kW. Sa surface d’échange est de 8 m². Le fluide chaud se refroidit de 120 à 105 °C et le fluide froid se réchauffe de 25 à 55 °C. Trouvez le coefficient global d’échange U.
Dans un condenseur, de la vapeur se condense à une température constante de 130 °C à l’extérieur des tubes. L’eau de refroidissement (2 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) circule dans les tubes et se réchauffe de 10 à 110 °C. Le coefficient global d’échange vaut 1500 W/(m²·K). Trouvez la surface d’échange A nécessaire.
De l’huile chaude (1 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) se refroidit de 130 à 105 °C dans un échangeur à contre-courant. Elle réchauffe 1,5 kg/s d’eau (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) qui entre à 30 °C. Avec U = 800 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 150 à 85 °C dans un échangeur à contre-courant. Elle réchauffe 1,5 kg/s d’eau (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) qui entre à 30 °C. Avec U = 1000 W/(m²·K), trouvez la surface d’échange A nécessaire.
Corrigé
- 1. Q̇ = 273,7 kW
- 2. Q̇ = 84 kW
- 3. U = 534,9 W/(m²·K)
- 4. A = 9,986 m²
- 5. A = 0,7903 m²
- 6. A = 3,27 m²
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