Dans un échangeur de chaleur à co-courant, le fluide chaud se refroidit de 100 à 60 °C tandis que le fluide froid se réchauffe de 30 à 50 °C. Trouvez la différence de température logarithmique moyenne ΔTlm.
Fiche d’exercices de Échangeurs de chaleur (DTLM) avec corrigé
Dans un échangeur à contre-courant, le fluide chaud se refroidit de 110 à 30 °C pendant que le fluide froid se réchauffe de 10 à 95 °C. Trouvez l’écart de température moyen logarithmique ΔTlm.
Dans un condenseur, de la vapeur se condense à une température constante de 100 °C à l’extérieur des tubes. L’eau de refroidissement (2 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) circule dans les tubes et se réchauffe de 25 à 45 °C. Le coefficient global d’échange vaut 3500 W/(m²·K). Trouvez la surface d’échange A nécessaire.
Un échangeur à faisceau tubulaire et calandre (une passe côté calandre, deux passes côté tubes) doit transférer 120 kW. Le fluide chaud se refroidit de 135 à 90 °C et le fluide froid se réchauffe de 30 à 60 °C. Le facteur de correction de la DTLM pour cette configuration vaut F = 0,95, et U = 800 W/(m²·K). Trouvez la surface d’échange A nécessaire.
De l’huile chaude (2 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) se refroidit de 115 à 65 °C dans un échangeur à contre-courant. Elle réchauffe 3 kg/s d’eau (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) qui entre à 15 °C. Avec U = 1000 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 115 à 85 °C dans un échangeur à contre-courant. Elle réchauffe 2 kg/s d’eau (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) qui entre à 15 °C. Avec U = 500 W/(m²·K), trouvez la surface d’échange A nécessaire.
Corrigé
- 1. ΔTlm = 30,83 K
- 2. ΔTlm = 17,38 K
- 3. A = 0,7408 m²
- 4. A = 2,349 m²
- 5. A = 3,915 m²
- 6. A = 0,8388 m²
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