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

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 15 à 35 °C. Trouvez la différence de température logarithmique moyenne ΔT_lm.

Dans un échangeur à contre-courant, le fluide chaud se refroidit de 150 à 65 °C pendant que le fluide froid se réchauffe de 15 à 140 °C. Trouvez l’écart de température moyen logarithmique ΔT_lm.

Un échangeur à contre-courant transfère 30 kW. Le fluide chaud se refroidit de 170 à 95 °C et le fluide froid se réchauffe de 20 à 65 °C. Le coefficient global d’échange vaut 200 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 240 kW. Le fluide chaud se refroidit de 150 à 115 °C et le fluide froid se réchauffe de 20 à 130 °C. Le facteur de correction de la DTLM pour cette configuration vaut F = 0,9, et U = 1000 W/(m²·K). Trouvez la surface d’échange A nécessaire.

De l’huile chaude (1,5 kg/s, c_p = 2,5 kJ/(kg·K)) se refroidit de 165 à 60 °C dans un échangeur à contre-courant. Elle réchauffe 1 kg/s d’eau (c_p = 4,18 kJ/(kg·K)) qui entre à 10 °C. Avec U = 1500 W/(m²·K), trouvez la surface d’échange A nécessaire.

De l’huile chaude (0,5 kg/s, c_p = 2,3 kJ/(kg·K)) se refroidit de 150 à 50 °C dans un échangeur à contre-courant. Elle réchauffe 0,5 kg/s d’eau (c_p = 4,18 kJ/(kg·K)) qui entre à 30 °C. Avec U = 200 W/(m²·K), trouvez la surface d’échange A nécessaire.