De l’huile chaude (0,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) se refroidit de 160 à 125 °C dans un échangeur à contre-courant. Elle réchauffe 2 kg/s d’eau (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) qui entre à 10 °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
Dans un échangeur à contre-courant, le fluide chaud se refroidit de 115 à 60 °C pendant que le fluide froid se réchauffe de 10 à 55 °C. Trouvez l’écart de température moyen logarithmique ΔTlm.
Un échangeur à faisceau tubulaire et calandre (une passe côté calandre, deux passes côté tubes) doit transférer 680 kW. Le fluide chaud se refroidit de 125 à 60 °C et le fluide froid se réchauffe de 30 à 115 °C. Le facteur de correction de la DTLM pour cette configuration vaut F = 0,95, et U = 300 W/(m²·K). Trouvez la surface d’échange A nécessaire.
Dans un condenseur, de la vapeur se condense à une température constante de 140 °C à l’extérieur des tubes. L’eau de refroidissement (1 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) circule dans les tubes et se réchauffe de 15 à 115 °C. Le coefficient global d’échange vaut 3500 W/(m²·K). Trouvez la surface d’échange A nécessaire.
De l’huile chaude (1,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) se refroidit de 120 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.
De la vapeur se condense à une température constante de 100 °C à l’extérieur des tubes d’un condenseur de surface d’échange 3 m² et U = 1500 W/(m²·K). L’eau de refroidissement (3 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) entre dans les tubes à 15 °C. Trouvez la température de sortie de l’eau Tc,out.
Corrigé
- 1. Tc,out = 15,23 °C
- 2. ΔTlm = 54,85 K
- 3. A = 131,1 m²
- 4. A = 1,922 m²
- 5. A = 14,87 m²
- 6. Tc,out = 40,63 °C
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