De l’huile chaude (0,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) se refroidit de 165 à 60 °C dans un échangeur à contre-courant. Elle réchauffe 3 kg/s d’eau (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) qui entre à 20 °C. Aucune chaleur n’est perdue vers l’extérieur. Trouvez la température de sortie de l’eau Tc,out.
Fiche d’exercices de Échangeurs de chaleur (DTLM) avec corrigé
De l’huile chaude (0,5 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) se refroidit de 105 à 70 °C dans un échangeur à contre-courant. Elle réchauffe 2 kg/s d’eau (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) qui entre à 20 °C. Aucune chaleur n’est perdue vers l’extérieur. Trouvez la température de sortie de l’eau Tc,out.
Un échangeur à faisceau tubulaire et calandre (une passe côté calandre, deux passes côté tubes) doit transférer 280 kW. Le fluide chaud se refroidit de 120 à 55 °C et le fluide froid se réchauffe de 15 à 25 °C. Le facteur de correction de la DTLM pour cette configuration vaut F = 0,92, et U = 500 W/(m²·K). Trouvez la surface d’échange A nécessaire.
Un échangeur à contre-courant transfère 340 kW. Le fluide chaud se refroidit de 130 à 80 °C et le fluide froid se réchauffe de 25 à 105 °C. Le coefficient global d’échange vaut 1000 W/(m²·K). Trouvez la surface d’échange A nécessaire.
Dans un échangeur à tubes concentriques à co-courant, de l’huile chaude (1 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) circule dans le tube intérieur et se refroidit de 120 à 60 °C. L’eau (1,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) circulant dans l’espace annulaire entre à 15 °C. Le tube intérieur a un diamètre de 32 mm, et U = 500 W/(m²·K) est rapporté à ce diamètre. Trouvez la longueur de tube L nécessaire.
De l’huile chaude (1,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) se refroidit de 115 à 75 °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 = 200 W/(m²·K), trouvez la surface d’échange A nécessaire.
Corrigé
- 1. Tc,out = 30,47 °C
- 2. Tc,out = 24,4 °C
- 3. A = 9,573 m²
- 4. A = 8,936 m²
- 5. L = 57,1 m
- 6. A = 10,85 m²
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