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
longueurT120 °C85 °C85 °C30 °CΔT₁ΔT₂contre-courant

Dans un échangeur à contre-courant, le fluide chaud se refroidit de 120 à 85 °C pendant que le fluide froid se réchauffe de 30 à 85 °C. Trouvez l’écart de température moyen logarithmique ΔTlm.

Th: 120 → 85 °CTc: 30 → 85 °C
ΔTlm = K
2.Facile
longueurT120 °C35 °C90 °C20 °CΔT₁ΔT₂contre-courant

Dans un échangeur à contre-courant, le fluide chaud se refroidit de 120 à 35 °C pendant que le fluide froid se réchauffe de 20 à 90 °C. Trouvez l’écart de température moyen logarithmique ΔTlm.

Th: 120 → 35 °CTc: 20 → 90 °C
ΔTlm = K
3.Moyen
longueurT105 °C85 °C70 °C20 °CΔT₁ΔT₂contre-courant

Un échangeur de chaleur à contre-courant transfère 220 kW. Sa surface d’échange est de 2 m². Le fluide chaud se refroidit de 105 à 85 °C et le fluide froid se réchauffe de 20 à 70 °C. Trouvez le coefficient global d’échange U.

Q̇ = 220 kWA = 2 m²Th: 105 → 85 °CTc: 20 → 70 °C
U = W/(m²·K)
4.Moyen
longueurT130 °C115 °C25 °C65 °CΔT₁ΔT₂co-courant

Un échangeur à co-courant transfère 290 kW. Le fluide chaud se refroidit de 130 à 115 °C et le fluide froid se réchauffe de 25 à 65 °C. Le coefficient global d’échange vaut 300 W/(m²·K). Trouvez la surface d’échange A nécessaire.

Q̇ = 290 kWU = 300 W/(m²·K)Th: 130 → 115 °CTc: 25 → 65 °C
A = m²
5.Difficile
longueurT115 °C85 °C?10 °CΔT₁ΔT₂contre-courant

Dans un échangeur à tubes concentriques à contre-courant, de l’huile chaude (1 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) circule dans le tube intérieur et se refroidit de 115 à 85 °C. L’eau (1,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) circulant dans l’espace annulaire entre à 10 °C. Le tube intérieur a un diamètre de 20 mm, et U = 300 W/(m²·K) est rapporté à ce diamètre. Trouvez la longueur de tube L nécessaire.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 115 → 85 °Cṁc = 1,5 kg/sTc,in = 10 °CD = 20 mmU = 300 W/(m²·K)
L = m
6.Difficile
longueurT90 °C??25 °CΔT₁ΔT₂contre-courant

Dans un échangeur de chaleur à contre-courant, les deux fluides ont le même débit de capacité thermique, ṁ·cp = 3 kW/K. Le fluide chaud entre à 90 °C et le fluide froid à 25 °C. L’échangeur a A = 3 m² et U = 500 W/(m²·K). Trouvez la température de sortie du fluide chaud Th,out.

Ch = Cc = 3 kW/KTh,in = 90 °CTc,in = 25 °CA = 3 m²U = 500 W/(m²·K)
Th,out = °C

Corrigé

  1. 1. ΔTlm = 44,25 K
  2. 2. ΔTlm = 21,64 K
  3. 3. U = 2270 W/(m²·K)
  4. 4. A = 13,04 m²
  5. 5. L = 47,54 m
  6. 6. Th,out = 68,33 °C

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