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

Dans un échangeur à contre-courant, le fluide chaud se refroidit de 80 à 55 °C pendant que le fluide froid se réchauffe de 10 à 40 °C. Trouvez l’écart de température moyen logarithmique ΔT_lm.

Dans un échangeur à contre-courant, le fluide chaud se refroidit de 120 à 70 °C pendant que le fluide froid se réchauffe de 25 à 65 °C. Trouvez l’écart de température moyen logarithmique ΔT_lm.

Un échangeur de chaleur à co-courant transfère 330 kW. Sa surface d’échange est de 25 m². Le fluide chaud se refroidit de 150 à 85 °C et le fluide froid se réchauffe de 15 à 55 °C. Trouvez le coefficient global d’échange U.

Un échangeur à faisceau tubulaire et calandre (une passe côté calandre, deux passes côté tubes) doit transférer 320 kW. Le fluide chaud se refroidit de 180 à 160 °C et le fluide froid se réchauffe de 15 à 55 °C. Le facteur de correction de la DTLM pour cette configuration vaut F = 0,8, et U = 800 W/(m²·K). Trouvez la surface d’échange A nécessaire.

Dans un échangeur de chaleur à contre-courant, les deux fluides ont le même débit de capacité thermique, ṁ·c_p = 2 kW/K. Le fluide chaud entre à 160 °C et le fluide froid à 15 °C. L’échangeur a A = 3 m² et U = 300 W/(m²·K). Trouvez la température de sortie du fluide chaud T_h,out.

Dans un échangeur à tubes concentriques à co-courant, de l’huile chaude (0,2 kg/s, c_p = 2,5 kJ/(kg·K)) circule dans le tube intérieur et se refroidit de 120 à 80 °C. L’eau (1 kg/s, c_p = 4,18 kJ/(kg·K)) circulant dans l’espace annulaire entre à 20 °C. Le tube intérieur a un diamètre de 32 mm, et U = 250 W/(m²·K) est rapporté à ce diamètre. Trouvez la longueur de tube L nécessaire.