Un échangeur de chaleur à contre-courant a une surface d’échange de 10 m² et un coefficient global d’échange de 200 W/(m²·K). Le fluide chaud se refroidit de 160 à 50 °C et le fluide froid se réchauffe de 15 à 90 °C. Trouvez le flux thermique échangé Q̇.
Fiche d’exercices de Échangeurs de chaleur (DTLM) avec corrigé
Dans un échangeur de chaleur, 0,8 kg/s de mélange glycolé (cp = 3,6 kJ/(kg·K)) sont refroidis de 115 à 75 °C. Trouvez le flux thermique échangé Q̇.
Un échangeur à contre-courant transfère 210 kW. Le fluide chaud se refroidit de 155 à 140 °C et le fluide froid se réchauffe de 10 à 85 °C. Le coefficient global d’échange vaut 200 W/(m²·K). Trouvez la surface d’échange A nécessaire.
Un échangeur à contre-courant transfère 120 kW. Le fluide chaud se refroidit de 80 à 60 °C et le fluide froid se réchauffe de 25 à 70 °C. Le coefficient global d’échange vaut 300 W/(m²·K). Trouvez la surface d’échange A nécessaire.
Dans un échangeur à tubes concentriques à contre-courant, de l’huile chaude (0,2 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) circule dans le tube intérieur et se refroidit de 120 à 90 °C. L’eau (0,8 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) circulant dans l’espace annulaire entre à 20 °C. Le tube intérieur a un diamètre de 32 mm, et U = 200 W/(m²·K) est rapporté à ce diamètre. Trouvez la longueur de tube L nécessaire.
De l’huile chaude (0,5 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) se refroidit de 150 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 15 °C. Avec U = 500 W/(m²·K), trouvez la surface d’échange A nécessaire.
Corrigé
- 1. Q̇ = 101 kW
- 2. Q̇ = 115,2 kW
- 3. A = 10,83 m²
- 4. A = 20,04 m²
- 5. L = 7,603 m
- 6. A = 1,799 m²
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