De l’huile chaude (2 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) se refroidit de 145 à 110 °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. Aucune chaleur n’est perdue vers l’extérieur. Trouvez la température de sortie de l’eau Tc,out.
Fiche d’exercices de Échangeurs de chaleur (DTLM) avec corrigé
Dans un échangeur à contre-courant, le fluide chaud se refroidit de 110 à 50 °C pendant que le fluide froid se réchauffe de 15 à 95 °C. Trouvez l’écart de température moyen logarithmique ΔTlm.
Un échangeur à co-courant transfère 110 kW. Le fluide chaud se refroidit de 105 à 80 °C et le fluide froid se réchauffe de 30 à 60 °C. Le coefficient global d’échange vaut 300 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 650 kW. Le fluide chaud se refroidit de 110 à 90 °C et le fluide froid se réchauffe de 20 à 100 °C. Le facteur de correction de la DTLM pour cette configuration vaut F = 0,9, et U = 200 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 80 à 40 °C dans un échangeur à contre-courant. Elle réchauffe 1 kg/s d’eau (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) qui entre à 10 °C. Avec U = 200 W/(m²·K), trouvez la surface d’échange A nécessaire.
De la vapeur se condense à une température constante de 100 °C à l’extérieur des tubes d’un condenseur de surface d’échange 4 m² et U = 1000 W/(m²·K). L’eau de refroidissement (1,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) entre dans les tubes à 10 °C. Trouvez la température de sortie de l’eau Tc,out.
Corrigé
- 1. Tc,out = 26,72 °C
- 2. ΔTlm = 23,6 K
- 3. A = 8,812 m²
- 4. A = 117,1 m²
- 5. A = 5,364 m²
- 6. Tc,out = 52,45 °C
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