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
longueurT130 °C105 °C70 °C30 °CΔT₁ΔT₂contre-courant

Dans un échangeur à contre-courant, le fluide chaud se refroidit de 130 à 105 °C pendant que le fluide froid se réchauffe de 30 à 70 °C. Trouvez l’écart de température moyen logarithmique ΔTlm.

Th: 130 → 105 °CTc: 30 → 70 °C
ΔTlm = K
2.Facile
longueurT125 °C110 °C65 °C25 °CΔT₁ΔT₂contre-courant

Dans un échangeur à contre-courant, le fluide chaud se refroidit de 125 à 110 °C pendant que le fluide froid se réchauffe de 25 à 65 °C. Trouvez l’écart de température moyen logarithmique ΔTlm.

Th: 125 → 110 °CTc: 25 → 65 °C
ΔTlm = K
3.Moyen
longueurT180 °C35 °C125 °C15 °CΔT₁ΔT₂contre-courant

Un échangeur à contre-courant transfère 410 kW. Le fluide chaud se refroidit de 180 à 35 °C et le fluide froid se réchauffe de 15 à 125 °C. Le coefficient global d’échange vaut 1500 W/(m²·K). Trouvez la surface d’échange A nécessaire.

Q̇ = 410 kWU = 1500 W/(m²·K)Th: 180 → 35 °CTc: 15 → 125 °C
A = m²
4.Moyen
longueurT125 °C70 °C30 °C50 °CΔT₁ΔT₂co-courant

Un échangeur de chaleur à co-courant transfère 400 kW. Sa surface d’échange est de 20 m². Le fluide chaud se refroidit de 125 à 70 °C et le fluide froid se réchauffe de 30 à 50 °C. Trouvez le coefficient global d’échange U.

Q̇ = 400 kWA = 20 m²Th: 125 → 70 °CTc: 30 → 50 °C
U = W/(m²·K)
5.Difficile
longueurT165 °C140 °C54,9 °C25 °CΔT₁ΔT₂contre-courant

De l’huile chaude (1 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) se refroidit de 165 à 140 °C dans un échangeur à contre-courant. Elle réchauffe 0,5 kg/s d’eau (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) qui entre à 25 °C. Avec U = 800 W/(m²·K), trouvez la surface d’échange A nécessaire.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 165 → 140 °Cṁc = 0,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 800 W/(m²·K)
A = m²
6.Difficile
longueurT145 °C95 °C34,95 °C20 °CΔT₁ΔT₂contre-courant

De l’huile chaude (1,5 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) se refroidit de 145 à 95 °C dans un échangeur à contre-courant. Elle réchauffe 3 kg/s d’eau (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) qui entre à 20 °C. Avec U = 500 W/(m²·K), trouvez la surface d’échange A nécessaire.

ṁh = 1,5 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 145 → 95 °Cṁc = 3 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²

Corrigé

  1. 1. ΔTlm = 67,22 K
  2. 2. ΔTlm = 71,78 K
  3. 3. A = 7,9 m²
  4. 4. U = 415,5 W/(m²·K)
  5. 5. A = 0,6943 m²
  6. 6. A = 4,103 m²

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