De l’huile chaude (1 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) se refroidit de 130 à 75 °C dans un échangeur à contre-courant. Elle réchauffe 0,8 kg/s d’eau (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) qui entre à 25 °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
Un échangeur de chaleur à contre-courant a une surface d’échange de 12 m² et un coefficient global d’échange de 300 W/(m²·K). Le fluide chaud se refroidit de 95 à 40 °C et le fluide froid se réchauffe de 20 à 45 °C. Trouvez le flux thermique échangé Q̇.
Dans un condenseur, de la vapeur se condense à une température constante de 110 °C à l’extérieur des tubes. L’eau de refroidissement (0,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) circule dans les tubes et se réchauffe de 30 à 45 °C. Le coefficient global d’échange vaut 3500 W/(m²·K). Trouvez la surface d’échange A nécessaire.
Un échangeur de chaleur à contre-courant transfère 170 kW. Sa surface d’échange est de 12 m². Le fluide chaud se refroidit de 80 à 30 °C et le fluide froid se réchauffe de 15 à 40 °C. Trouvez le coefficient global d’échange U.
De l’huile chaude (1 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) se refroidit de 180 à 145 °C dans un échangeur à contre-courant. Elle réchauffe 1,5 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.
Dans un échangeur à tubes concentriques à contre-courant, de l’huile chaude (1 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) circule dans le tube intérieur et se refroidit de 135 à 100 °C. L’eau (1,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) circulant dans l’espace annulaire entre à 15 °C. Le tube intérieur a un diamètre de 50 mm, et U = 150 W/(m²·K) est rapporté à ce diamètre. Trouvez la longueur de tube L nécessaire.
Corrigé
- 1. Tc,out = 59,54 °C
- 2. Q̇ = 117,9 kW
- 3. A = 0,124 m²
- 4. U = 555,8 W/(m²·K)
- 5. A = 1,186 m²
- 6. L = 32,44 m
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