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

Dans un échangeur à contre-courant, le fluide chaud se refroidit de 135 à 30 °C pendant que le fluide froid se réchauffe de 15 à 80 °C. Trouvez l’écart de température moyen logarithmique ΔT_lm.

Dans un échangeur de chaleur à co-courant, le fluide chaud se refroidit de 165 à 150 °C tandis que le fluide froid se réchauffe de 15 à 60 °C. Trouvez la différence de température logarithmique moyenne ΔT_lm.

Un échangeur à contre-courant transfère 390 kW. Le fluide chaud se refroidit de 145 à 65 °C et le fluide froid se réchauffe de 15 à 40 °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 100 °C à l’extérieur des tubes. L’eau de refroidissement (3 kg/s, c_p = 4,18 kJ/(kg·K)) circule dans les tubes et se réchauffe de 25 à 50 °C. Le coefficient global d’échange vaut 3000 W/(m²·K). Trouvez la surface d’échange A nécessaire.

Dans un échangeur à tubes concentriques à contre-courant, de l’huile chaude (1 kg/s, c_p = 2,3 kJ/(kg·K)) circule dans le tube intérieur et se refroidit de 95 à 65 °C. L’eau (0,8 kg/s, c_p = 4,18 kJ/(kg·K)) circulant dans l’espace annulaire entre à 15 °C. Le tube intérieur a un diamètre de 20 mm, et U = 300 W/(m²·K) est rapporté à ce diamètre. Trouvez la longueur de tube L nécessaire.

De la vapeur se condense à une température constante de 140 °C à l’extérieur des tubes d’un condenseur de surface d’échange 4 m² et U = 2500 W/(m²·K). L’eau de refroidissement (3 kg/s, c_p = 4,18 kJ/(kg·K)) entre dans les tubes à 30 °C. Trouvez la température de sortie de l’eau T_c,out.