Dans un échangeur de chaleur à co-courant, le fluide chaud se refroidit de 135 à 105 °C tandis que le fluide froid se réchauffe de 25 à 35 °C. Trouvez la différence de température logarithmique moyenne ΔTlm.
Fiche d’exercices de Échangeurs de chaleur (DTLM) avec corrigé
Dans un échangeur de chaleur, 0,2 kg/s de éthanol (cp = 2,44 kJ/(kg·K)) sont refroidis de 120 à 55 °C. Trouvez le flux thermique échangé Q̇.
Un échangeur à co-courant transfère 240 kW. Le fluide chaud se refroidit de 140 à 120 °C et le fluide froid se réchauffe de 25 à 60 °C. Le coefficient global d’échange vaut 800 W/(m²·K). Trouvez la surface d’échange A nécessaire.
Un échangeur de chaleur à contre-courant transfère 90 kW. Sa surface d’échange est de 25 m². Le fluide chaud se refroidit de 90 à 70 °C et le fluide froid se réchauffe de 20 à 30 °C. Trouvez le coefficient global d’échange U.
De l’huile chaude (0,5 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) se refroidit de 170 à 95 °C dans un échangeur à contre-courant. Elle réchauffe 0,5 kg/s d’eau (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) qui entre à 15 °C. Avec U = 300 W/(m²·K), trouvez la surface d’échange A nécessaire.
Dans un échangeur à tubes concentriques à contre-courant, de l’huile chaude (0,3 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) circule dans le tube intérieur et se refroidit de 145 à 85 °C. L’eau (1 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) circulant dans l’espace annulaire entre à 15 °C. Le tube intérieur a un diamètre de 20 mm, et U = 150 W/(m²·K) est rapporté à ce diamètre. Trouvez la longueur de tube L nécessaire.
Corrigé
- 1. ΔTlm = 88,5 K
- 2. Q̇ = 31,72 kW
- 3. A = 3,549 m²
- 4. U = 65,64 W/(m²·K)
- 5. A = 2,693 m²
- 6. L = 43,05 m
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