Un échangeur de chaleur à contre-courant a une surface d’échange de 1,5 m² et un coefficient global d’échange de 200 W/(m²·K). Le fluide chaud se refroidit de 125 à 85 °C et le fluide froid se réchauffe de 20 à 65 °C. Trouvez le flux thermique échangé Q̇.
Fiche d’exercices de Échangeurs de chaleur (DTLM) avec corrigé
De l’huile chaude (0,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) se refroidit de 150 à 60 °C dans un échangeur à contre-courant. Elle réchauffe 0,5 kg/s d’eau (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) qui entre à 25 °C. Aucune chaleur n’est perdue vers l’extérieur. Trouvez la température de sortie de l’eau Tc,out.
Un échangeur à contre-courant transfère 70 kW. Le fluide chaud se refroidit de 155 à 95 °C et le fluide froid se réchauffe de 30 à 65 °C. Le coefficient global d’échange vaut 200 W/(m²·K). Trouvez la surface d’échange A nécessaire.
Un échangeur à faisceau tubulaire et calandre (une passe côté calandre, deux passes côté tubes) doit transférer 430 kW. Le fluide chaud se refroidit de 180 à 105 °C et le fluide froid se réchauffe de 30 à 70 °C. Le facteur de correction de la DTLM pour cette configuration vaut F = 0,95, et U = 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·cp = 3 kW/K. Le fluide chaud entre à 120 °C et le fluide froid à 30 °C. L’échangeur a A = 4 m² et U = 800 W/(m²·K). Trouvez la température de sortie du fluide chaud Th,out.
Dans un échangeur de chaleur à contre-courant, les deux fluides ont le même débit de capacité thermique, ṁ·cp = 0,5 kW/K. Le fluide chaud entre à 155 °C et le fluide froid à 10 °C. L’échangeur a A = 1,5 m² et U = 300 W/(m²·K). Trouvez la température de sortie du fluide chaud Th,out.
Corrigé
- 1. Q̇ = 18,74 kW
- 2. Tc,out = 78,83 °C
- 3. A = 4,556 m²
- 4. A = 4,953 m²
- 5. Th,out = 73,55 °C
- 6. Th,out = 86,32 °C
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