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

Fiche d’exercices de Échangeurs de chaleur (DTLM) gratuite et imprimable : 6 exercices, du niveau facile au niveau examen, avec corrigé. Imprimez-la ou enregistrez-la en PDF.

Nouvelle ficheS’entraîner en ligne avec indices

Pour les enseignants : gratuite à imprimer, copier et utiliser en classe. Chaque nouvelle fiche a de nouvelles valeurs et son propre corrigé. Un lien vers ExamProblems sur la page de votre cours est apprécié.

Nom: ____________________   Date: ____________

1.Facile
longueurT90 °C45 °C75 °C25 °CΔT₁ΔT₂contre-courant

Dans un échangeur à contre-courant, le fluide chaud se refroidit de 90 à 45 °C pendant que le fluide froid se réchauffe de 25 à 75 °C. Trouvez l’écart de température moyen logarithmique ΔTlm.

Th: 90 → 45 °CTc: 25 → 75 °C
ΔTlm = K
2.Facile
longueurT135 °C95 °C110 °C30 °CΔT₁ΔT₂contre-courant

Dans un échangeur à contre-courant, le fluide chaud se refroidit de 135 à 95 °C pendant que le fluide froid se réchauffe de 30 à 110 °C. Trouvez l’écart de température moyen logarithmique ΔTlm.

Th: 135 → 95 °CTc: 30 → 110 °C
ΔTlm = K
3.Moyen
longueurT175 °C140 °C165 °C15 °CΔT₁ΔT₂contre-courant

Un échangeur à faisceau tubulaire et calandre (une passe côté calandre, deux passes côté tubes) doit transférer 400 kW. Le fluide chaud se refroidit de 175 à 140 °C et le fluide froid se réchauffe de 15 à 165 °C. Le facteur de correction de la DTLM pour cette configuration vaut F = 0,88, et U = 200 W/(m²·K). Trouvez la surface d’échange A nécessaire.

Q̇ = 400 kWF = 0,88U = 200 W/(m²·K)Th: 175 → 140 °CTc: 15 → 165 °C
A = m²
4.Moyen
longueurT115 °C75 °C30 °C20 °CΔT₁ΔT₂contre-courant

Un échangeur à contre-courant transfère 390 kW. Le fluide chaud se refroidit de 115 à 75 °C et le fluide froid se réchauffe de 20 à 30 °C. Le coefficient global d’échange vaut 200 W/(m²·K). Trouvez la surface d’échange A nécessaire.

Q̇ = 390 kWU = 200 W/(m²·K)Th: 115 → 75 °CTc: 20 → 30 °C
A = m²
5.Difficile
longueurT105 °C40 °C34,49 °C10 °CΔT₁ΔT₂contre-courant

De l’huile chaude (1,5 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) se refroidit de 105 à 40 °C dans un échangeur à contre-courant. Elle réchauffe 2 kg/s d’eau (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) qui entre à 10 °C. Avec U = 1000 W/(m²·K), trouvez la surface d’échange A nécessaire.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 105 → 40 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 10 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²
6.Difficile
longueurT85 °C60 °C29,97 °C20 °CΔT₁ΔT₂contre-courant

De l’huile chaude (1 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) se refroidit de 85 à 60 °C dans un échangeur à contre-courant. Elle réchauffe 1,5 kg/s d’eau (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) qui entre à 20 °C. Avec U = 1500 W/(m²·K), trouvez la surface d’échange A nécessaire.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 85 → 60 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²

Corrigé

  1. 1. ΔTlm = 17,38 K
  2. 2. ΔTlm = 41,86 K
  3. 3. A = 49,92 m²
  4. 4. A = 28,3 m²
  5. 5. A = 4,319 m²
  6. 6. A = 0,8843 m²

Corrigés complets pas à pas : entraînez-vous sur ce thème sur examproblems.com.