Un échangeur de chaleur à contre-courant a une surface d’échange de 15 m² et un coefficient global d’échange de 500 W/(m²·K). Le fluide chaud se refroidit de 90 à 70 °C et le fluide froid se réchauffe de 10 à 70 °C. Trouvez le flux thermique échangé Q̇.
Fiche d’exercices de Échangeurs de chaleur (DTLM) avec corrigé
Dans un échangeur de chaleur à co-courant, le fluide chaud se refroidit de 170 à 70 °C tandis que le fluide froid se réchauffe de 20 à 45 °C. Trouvez la différence de température logarithmique moyenne ΔTlm.
Un échangeur à contre-courant transfère 230 kW. Le fluide chaud se refroidit de 85 à 70 °C et le fluide froid se réchauffe de 20 à 45 °C. Le coefficient global d’échange vaut 300 W/(m²·K). Trouvez la surface d’échange A nécessaire.
Dans un condenseur, de la vapeur se condense à une température constante de 130 °C à l’extérieur des tubes. L’eau de refroidissement (5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) circule dans les tubes et se réchauffe de 25 à 120 °C. Le coefficient global d’échange vaut 2500 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 105 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.
De l’huile chaude (0,5 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) se refroidit de 160 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 10 °C. Avec U = 1000 W/(m²·K), trouvez la surface d’échange A nécessaire.
Corrigé
- 1. Q̇ = 273,1 kW
- 2. ΔTlm = 69,76 K
- 3. A = 17,11 m²
- 4. A = 19,66 m²
- 5. A = 9,247 m²
- 6. A = 1,311 m²
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