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.

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Nom: ____________________   Date: ____________

1.Facile
longueurT115 °C45 °C30 °C15 °CΔT₁ΔT₂contre-courant

Dans un échangeur à contre-courant, le fluide chaud se refroidit de 115 à 45 °C pendant que le fluide froid se réchauffe de 15 à 30 °C. Trouvez l’écart de température moyen logarithmique ΔTlm.

Th: 115 → 45 °CTc: 15 → 30 °C
ΔTlm = K
2.Facile
longueurT85 °C60 °C50 °C15 °CΔT₁ΔT₂contre-courant

Dans un échangeur à contre-courant, le fluide chaud se refroidit de 85 à 60 °C pendant que le fluide froid se réchauffe de 15 à 50 °C. Trouvez l’écart de température moyen logarithmique ΔTlm.

Th: 85 → 60 °CTc: 15 → 50 °C
ΔTlm = K
3.Moyen
longueurT135 °C115 °C20 °C85 °CΔT₁ΔT₂co-courant

Un échangeur à co-courant transfère 470 kW. Le fluide chaud se refroidit de 135 à 115 °C et le fluide froid se réchauffe de 20 à 85 °C. Le coefficient global d’échange vaut 1000 W/(m²·K). Trouvez la surface d’échange A nécessaire.

Q̇ = 470 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 135 → 115 °CTc: 20 → 85 °C
A = m²
4.Moyen
longueurT165 °C130 °C30 °C20 °CΔT₁ΔT₂contre-courant

Un échangeur à contre-courant transfère 410 kW. Le fluide chaud se refroidit de 165 à 130 °C et le fluide froid se réchauffe de 20 à 30 °C. Le coefficient global d’échange vaut 1500 W/(m²·K). Trouvez la surface d’échange A nécessaire.

Q̇ = 410 kWU = 1500 W/(m²·K)Th: 165 → 130 °CTc: 20 → 30 °C
A = m²
5.Difficile
longueurT110 °C30 °C?ΔT₁ΔT₂vapeur en condensation

De la vapeur se condense à une température constante de 110 °C à l’extérieur des tubes d’un condenseur de surface d’échange 6 m² et U = 1000 W/(m²·K). L’eau de refroidissement (0,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) entre dans les tubes à 30 °C. Trouvez la température de sortie de l’eau Tc,out.

Ts = 110 °CA = 6 m²U = 1000 W/(m²·K)ṁ = 0,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °C
Tc,out = °C
6.Difficile
longueurT105 °C20 °C?ΔT₁ΔT₂vapeur en condensation

De la vapeur se condense à une température constante de 105 °C à l’extérieur des tubes d’un condenseur de surface d’échange 8 m² et U = 1000 W/(m²·K). L’eau de refroidissement (1,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) entre dans les tubes à 20 °C. Trouvez la température de sortie de l’eau Tc,out.

Ts = 105 °CA = 8 m²U = 1000 W/(m²·K)ṁ = 1,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °C
Tc,out = °C

Corrigé

  1. 1. ΔTlm = 52,81 K
  2. 2. ΔTlm = 39,79 K
  3. 3. A = 7,43 m²
  4. 4. A = 2,239 m²
  5. 5. Tc,out = 105,5 °C
  6. 6. Tc,out = 81,27 °C

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