Dans un échangeur de chaleur à co-courant, le fluide chaud se refroidit de 165 à 125 °C tandis que le fluide froid se réchauffe de 20 à 40 °C. Trouvez la différence de température logarithmique moyenne ΔTlm.
Fiche d’exercices de Échangeurs de chaleur (DTLM) avec corrigé
De l’huile chaude (2 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) se refroidit de 165 à 125 °C dans un échangeur à contre-courant. Elle réchauffe 0,8 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 de chaleur à co-courant transfère 200 kW. Sa surface d’échange est de 5 m². Le fluide chaud se refroidit de 155 à 135 °C et le fluide froid se réchauffe de 25 à 95 °C. Trouvez le coefficient global d’échange U.
Un échangeur de chaleur à co-courant transfère 260 kW. Sa surface d’échange est de 10 m². Le fluide chaud se refroidit de 85 à 60 °C et le fluide froid se réchauffe de 15 à 25 °C. Trouvez le coefficient global d’échange U.
De l’huile chaude (1 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) se refroidit de 80 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 = 1000 W/(m²·K), trouvez la surface d’échange A nécessaire.
Dans un échangeur à tubes concentriques à co-courant, de l’huile chaude (0,8 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) circule dans le tube intérieur et se refroidit de 105 à 75 °C. L’eau (1 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) circulant dans l’espace annulaire entre à 25 °C. Le tube intérieur a un diamètre de 32 mm, et U = 300 W/(m²·K) est rapporté à ce diamètre. Trouvez la longueur de tube L nécessaire.
Corrigé
- 1. ΔTlm = 112,3 K
- 2. Tc,out = 80,02 °C
- 3. U = 523,8 W/(m²·K)
- 4. U = 514,9 W/(m²·K)
- 5. A = 1,667 m²
- 6. L = 36,26 m
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