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

Fiche d’exercices de Échangeurs de chaleur (DTLM) gratuite et imprimable : 6 exercices, du niveau facile au niveau examen, avec corrigé. Imprimez-la ou enregistrez-la en PDF.

Nouvelle ficheS’entraîner en ligne avec indices

Pour les enseignants : gratuite à imprimer, copier et utiliser en classe. Chaque nouvelle fiche a de nouvelles valeurs et son propre corrigé. Un lien vers ExamProblems sur la page de votre cours est apprécié.

Nom: ____________________   Date: ____________

1.Facile
longueurT150 °C75 °C55 °C20 °CΔT₁ΔT₂contre-courant

Dans un échangeur à contre-courant, le fluide chaud se refroidit de 150 à 75 °C pendant que le fluide froid se réchauffe de 20 à 55 °C. Trouvez l’écart de température moyen logarithmique ΔTlm.

Th: 150 → 75 °CTc: 20 → 55 °C
ΔTlm = K
2.Facile
longueurT160 °C90 °C130 °C10 °CΔT₁ΔT₂contre-courant

Dans un échangeur à contre-courant, le fluide chaud se refroidit de 160 à 90 °C pendant que le fluide froid se réchauffe de 10 à 130 °C. Trouvez l’écart de température moyen logarithmique ΔTlm.

Th: 160 → 90 °CTc: 10 → 130 °C
ΔTlm = K
3.Moyen
longueurT165 °C30 °C10 °C25 °CΔT₁ΔT₂co-courant

Un échangeur de chaleur à co-courant transfère 130 kW. Sa surface d’échange est de 15 m². Le fluide chaud se refroidit de 165 à 30 °C et le fluide froid se réchauffe de 10 à 25 °C. Trouvez le coefficient global d’échange U.

Q̇ = 130 kWA = 15 m²Th: 165 → 30 °CTc: 10 → 25 °C
U = W/(m²·K)
4.Moyen
longueurT180 °C50 °C115 °C25 °CΔT₁ΔT₂contre-courant

Un échangeur à contre-courant transfère 60 kW. Le fluide chaud se refroidit de 180 à 50 °C et le fluide froid se réchauffe de 25 à 115 °C. Le coefficient global d’échange vaut 1000 W/(m²·K). Trouvez la surface d’échange A nécessaire.

Q̇ = 60 kWU = 1000 W/(m²·K)Th: 180 → 50 °CTc: 25 → 115 °C
A = m²
5.Difficile
longueurT115 °C75 °C?10 °CΔT₁ΔT₂contre-courant

Dans un échangeur à tubes concentriques à contre-courant, de l’huile chaude (0,8 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) circule dans le tube intérieur et se refroidit de 115 à 75 °C. L’eau (0,2 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) circulant dans l’espace annulaire entre à 10 °C. Le tube intérieur a un diamètre de 40 mm, et U = 300 W/(m²·K) est rapporté à ce diamètre. Trouvez la longueur de tube L nécessaire.

ṁh = 0,8 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 115 → 75 °Cṁc = 0,2 kg/sTc,in = 10 °CD = 40 mmU = 300 W/(m²·K)
L = m
6.Difficile
longueurT130 °C15 °C?ΔT₁ΔT₂vapeur en condensation

De la vapeur se condense à une température constante de 130 °C à l’extérieur des tubes d’un condenseur de surface d’échange 1,5 m² et U = 2500 W/(m²·K). L’eau de refroidissement (2 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.

Ts = 130 °CA = 1,5 m²U = 2500 W/(m²·K)ṁ = 2 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °C
Tc,out = °C

Corrigé

  1. 1. ΔTlm = 73,19 K
  2. 2. ΔTlm = 50,98 K
  3. 3. U = 198,4 W/(m²·K)
  4. 4. A = 1,433 m²
  5. 5. L = 74,06 m
  6. 6. Tc,out = 56,57 °C

Corrigés complets pas à pas : entraînez-vous sur ce thème sur examproblems.com.