Devoir N02: Échangeurs de Chaleur - Master 2 Électromécanique
Telechargé par
Chaambane Mohamed Soibaha
E.S.GE – SA-23 Devoir N02 Master 2 Electromécanique
Echangeurs Documents autorisés Durée : 3 heures
M. Chaambane Mohamed - chammbane92@gmail.com 1 | 1 P a g e
Problème 1 7points
On désire installer un échangeur de chaleur pour distribuer dans un bâtiment l’énergie vendue par le service municipal
de chauffage urbain. Ce service met à la disposition de ses usagers un circuit primaire dans lequel circule de l’eau
chaude. Pour le bâtiment considéré, le contrat spécifie que le débit dans le circuit primaire est
et que
la température d’arrivée d’eau est
. Le cahier des charges spécifie que la température de retour ne doit pas
être inférieure à . Du côté du circuit secondaire qui doit distribuer la chaleur dans le bâtiment, on estime qu’en
régime permanent, la température de retour des radiateurs est
. On estime la puissance nécessaire pour
chauffer le bâtiment à environ . On envisage d’utiliser un échangeur de type coaxial en contre-courant. Le
constructeur annonce une surface d’échange de . Le débit de l’eau du circuit secondaire doit être .
1. En utilisant la méthode de NUT :
1.1. Evaluer la puissance échangée dans ces conditions.
1.2. Calculer les températures de sortie. L’échangeur satisfait-il les conditions du cahier des charges.
2. En utilisant la méthode de DTLM :
2.1. Calculer les températures de sortie.
2.2. En déduire le flux échangé dans ces conditions.
Données : Chaleur massique de l’eau :
; Le coefficient global d’échange évalué dans les conditions
de fonctionnement considérées est de
.
Problème 2 7points
Un échangeur thermique à écoulement parallèle à co – courant destiné à chauffer un fluide de 50 °C à 200 °C, les deux
températures d’entrée et sortie du fluide chaud sont : 300 °C et 210 °C, le fluide froid possède la capacité thermique la
plus faible, la puissance échangé est . La surface d’échange à considérer est .
On fait travail l’échangeur en mode contre – courant avec les mêmes débits, calculer pour cette configuration :
1. La puissance thermique échangée, en utilisant la méthode de NUT.
2. Les nouvelles températures de sortie (
et
) .
3. Représenter l’allure de la variation des températures des deux fluides en fonction de la surface S.
4. Calculer les débits massiques de deux fluides en
, et . En déduire la surface d’échange .
On donne :
;
; coefficient global d’échange
.
Problème 3 6points
On considère un échangeur à contre-courant bitube de longueur . On fait passer dans le tube central de diamètre
un débit de d’air de à . Le fluide de refroidissement est de l’eau qui traverse la
partie annulaire à la température de avec un débit de
.
Données :
;
;
.
1. Faire un schéma de l’échangeur avec toutes les données.
2. Quel fluide commande le transfert thermique ? Justifiez. Quel fluide subit la plus forte variation de température ?
3. En utilisant la méthode de NUT, calculer le coefficient d’échange global K de l’échangeur.
4. Déterminer la différence de température logarithmique DTLM et en déduire le flux de chaleur échangé. Conclure.
Bonne chance !
1
/
1
100%
