Fiche d’exercices de Échangeurs de chaleur (DTLM) avec corrigé

Dans un échangeur à contre-courant, le fluide chaud se refroidit de 130 à 60 °C pendant que le fluide froid se réchauffe de 20 à 60 °C. Trouvez l’écart de température moyen logarithmique ΔT_lm.

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 80 à 60 °C et le fluide froid se réchauffe de 15 à 55 °C. Trouvez le flux thermique échangé Q̇.

Un échangeur à contre-courant transfère 80 kW. Le fluide chaud se refroidit de 175 à 45 °C et le fluide froid se réchauffe de 15 à 110 °C. Le coefficient global d’échange vaut 1000 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 120 kW. Le fluide chaud se refroidit de 135 à 100 °C et le fluide froid se réchauffe de 25 à 120 °C. Le facteur de correction de la DTLM pour cette configuration vaut F = 0,85, et U = 800 W/(m²·K). Trouvez la surface d’échange A nécessaire.

Dans un échangeur à tubes concentriques à contre-courant, de l’huile chaude (1 kg/s, c_p = 2,3 kJ/(kg·K)) circule dans le tube intérieur et se refroidit de 150 à 115 °C. L’eau (1,5 kg/s, c_p = 4,18 kJ/(kg·K)) circulant dans l’espace annulaire entre à 10 °C. Le tube intérieur a un diamètre de 25 mm, et U = 250 W/(m²·K) est rapporté à ce diamètre. Trouvez la longueur de tube L nécessaire.

Dans un échangeur à tubes concentriques à contre-courant, de l’huile chaude (0,8 kg/s, c_p = 2,3 kJ/(kg·K)) circule dans le tube intérieur et se refroidit de 140 à 95 °C. L’eau (0,2 kg/s, c_p = 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 = 200 W/(m²·K) est rapporté à ce diamètre. Trouvez la longueur de tube L nécessaire.