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.

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Nom: ____________________   Date: ____________

1.Facile
longueurT170 °C120 °C95 °C30 °CΔT₁ΔT₂contre-courant

Dans un échangeur à contre-courant, le fluide chaud se refroidit de 170 à 120 °C pendant que le fluide froid se réchauffe de 30 à 95 °C. Trouvez l’écart de température moyen logarithmique ΔTlm.

Th: 170 → 120 °CTc: 30 → 95 °C
ΔTlm = K
2.Facile
longueurT140 °C100 °C105 °C25 °CΔT₁ΔT₂contre-courant

Dans un échangeur à contre-courant, le fluide chaud se refroidit de 140 à 100 °C pendant que le fluide froid se réchauffe de 25 à 105 °C. Trouvez l’écart de température moyen logarithmique ΔTlm.

Th: 140 → 100 °CTc: 25 → 105 °C
ΔTlm = K
3.Moyen
longueurT120 °C65 °C70 °C25 °CΔT₁ΔT₂contre-courant

Un échangeur à contre-courant transfère 330 kW. Le fluide chaud se refroidit de 120 à 65 °C et le fluide froid se réchauffe de 25 à 70 °C. Le coefficient global d’échange vaut 800 W/(m²·K). Trouvez la surface d’échange A nécessaire.

Q̇ = 330 kWU = 800 W/(m²·K)Th: 120 → 65 °CTc: 25 → 70 °C
A = m²
4.Moyen
longueurT115 °C80 °C90 °C25 °CΔT₁ΔT₂contre-courant

Un échangeur à contre-courant transfère 300 kW. Le fluide chaud se refroidit de 115 à 80 °C et le fluide froid se réchauffe de 25 à 90 °C. Le coefficient global d’échange vaut 200 W/(m²·K). Trouvez la surface d’échange A nécessaire.

Q̇ = 300 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 115 → 80 °CTc: 25 → 90 °C
A = m²
5.Difficile
longueurT100 °C??10 °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 100 °C et le fluide froid à 10 °C. L’échangeur a A = 2 m² et U = 800 W/(m²·K). Trouvez la température de sortie du fluide chaud Th,out.

Ch = Cc = 1 kW/KTh,in = 100 °CTc,in = 10 °CA = 2 m²U = 800 W/(m²·K)
Th,out = °C
6.Difficile
longueurT155 °C??10 °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 155 °C et le fluide froid à 10 °C. L’échangeur a A = 4 m² et U = 200 W/(m²·K). Trouvez la température de sortie du fluide chaud Th,out.

Ch = Cc = 1 kW/KTh,in = 155 °CTc,in = 10 °CA = 4 m²U = 200 W/(m²·K)
Th,out = °C

Corrigé

  1. 1. ΔTlm = 82,27 K
  2. 2. ΔTlm = 52,48 K
  3. 3. A = 9,205 m²
  4. 4. A = 39,42 m²
  5. 5. Th,out = 44,62 °C
  6. 6. Th,out = 90,56 °C

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