1.Facile
Dans un échangeur à contre-courant, le fluide chaud se refroidit de 160 à 105 °C pendant que le fluide froid se réchauffe de 15 à 40 °C. Trouvez l’écart de température moyen logarithmique ΔTlm.
Th: 160 → 105 °CTc: 15 → 40 °C
ΔTlm = K
Fiche d’exercices de Échangeurs de chaleur (DTLM) avec corrigé
2.Facile
Un échangeur de chaleur à contre-courant a une surface d’échange de 2 m² et un coefficient global d’échange de 800 W/(m²·K). Le fluide chaud se refroidit de 130 à 55 °C et le fluide froid se réchauffe de 15 à 30 °C. Trouvez le flux thermique échangé Q̇.
A = 2 m²U = 800 W/(m²·K)Th: 130 → 55 °CTc: 15 → 30 °C
Q̇ = kW
3.Moyen
Un échangeur de chaleur à co-courant transfère 400 kW. Sa surface d’échange est de 2 m². Le fluide chaud se refroidit de 105 à 75 °C et le fluide froid se réchauffe de 30 à 55 °C. Trouvez le coefficient global d’échange U.
Q̇ = 400 kWA = 2 m²Th: 105 → 75 °CTc: 30 → 55 °C
U = W/(m²·K)
4.Moyen
Un échangeur à contre-courant transfère 220 kW. Le fluide chaud se refroidit de 155 à 45 °C et le fluide froid se réchauffe de 15 à 85 °C. Le coefficient global d’échange vaut 1500 W/(m²·K). Trouvez la surface d’échange A nécessaire.
Q̇ = 220 kWU = 1500 W/(m²·K)Th: 155 → 45 °CTc: 15 → 85 °C
A = m²
5.Difficile
De l’huile chaude (1 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) se refroidit de 85 à 50 °C dans un échangeur à contre-courant. Elle réchauffe 1 kg/s d’eau (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) qui entre à 15 °C. Avec U = 800 W/(m²·K), trouvez la surface d’échange A nécessaire.
ṁh = 1 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 85 → 50 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²
6.Difficile
De l’huile chaude (1 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) se refroidit de 110 à 35 °C dans un échangeur à contre-courant. Elle réchauffe 3 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.
ṁh = 1 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 110 → 35 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 300 W/(m²·K)
A = m²
Corrigé
- 1. ΔTlm = 104,3 K
- 2. Q̇ = 104,8 kW
- 3. U = 4806 W/(m²·K)
- 4. A = 3,107 m²
- 5. A = 2,374 m²
- 6. A = 11,91 m²
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