Dans un échangeur de chaleur à co-courant, le fluide chaud se refroidit de 120 à 105 °C tandis que le fluide froid se réchauffe de 25 à 35 °C. Trouvez la différence de température logarithmique moyenne ΔTlm.
Fiche d’exercices de Échangeurs de chaleur (DTLM) avec corrigé
Dans un échangeur de chaleur, 2 kg/s de eau (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) sont refroidis de 65 à 30 °C. Trouvez le flux thermique échangé Q̇.
Un échangeur à co-courant transfère 460 kW. Le fluide chaud se refroidit de 100 à 80 °C et le fluide froid se réchauffe de 15 à 25 °C. Le coefficient global d’échange vaut 1500 W/(m²·K). Trouvez la surface d’échange A nécessaire.
Dans un condenseur, de la vapeur se condense à une température constante de 120 °C à l’extérieur des tubes. L’eau de refroidissement (0,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) circule dans les tubes et se réchauffe de 15 à 105 °C. Le coefficient global d’échange vaut 1500 W/(m²·K). Trouvez la surface d’échange A nécessaire.
Dans un échangeur à tubes concentriques à contre-courant, de l’huile chaude (0,8 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) circule dans le tube intérieur et se refroidit de 105 à 60 °C. L’eau (0,3 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) circulant dans l’espace annulaire entre à 25 °C. Le tube intérieur a un diamètre de 40 mm, et U = 400 W/(m²·K) est rapporté à ce diamètre. Trouvez la longueur de tube L nécessaire.
De l’huile chaude (1,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) se refroidit de 135 à 45 °C dans un échangeur à contre-courant. Elle réchauffe 1 kg/s d’eau (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) qui entre à 25 °C. Avec U = 800 W/(m²·K), trouvez la surface d’échange A nécessaire.
Corrigé
- 1. ΔTlm = 81,86 K
- 2. Q̇ = 292,6 kW
- 3. A = 4,45 m²
- 4. A = 2,711 m²
- 5. L = 56,48 m
- 6. A = 17,34 m²
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