Étude de Cas Ingénierie BTS CRI
Activités d'Ingénierie
Dimensionnement d'un échangeur tubes & calandre pour le refroidissement de solvant ($150 ext{ kW}$).
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45 min
Problématique BTS CRI
Échangeur Tubes & Calandre de Solvant ($150 ext{ kW}$)
Contextualisation Industrielle
Un solvant pharmaceutique doit être refroidi de $80^\circ\text{C}$ à $40^\circ\text{C}$ dans un échangeur à contre-courant ($Phi = 150\text{ kW}$). L'eau glacée de refroidissement entre à $15^\circ\text{C}$ et sort à $25^\circ\text{C}$. Le coefficient global d'échange calculé vaut $K = 800\text{ W/m}^2\text{K}$.
Questions d'Ingénierie :
Question 1 : Calculer les écarts de température aux deux extrémités $\Delta T_1$ et $\Delta T_2$ en mode contre-courant.
$\Delta T_1 = T_{h,in} - T_{c,out} = 80 - 25 = 55^\circ\text{C}$. $\Delta T_2 = T_{h,out} - T_{c,in} = 40 - 15 = 25^\circ\text{C}$.
Question 2 : Calculer l'Écart Logarithmique Moyen $\Delta T_{ML}$.
$\Delta T_{ML} = \frac{55 - 25}{\ln(55/25)} = \frac{30}{\ln(2,2)} = \frac{30}{0,7885} \approx 38,05^\circ\text{C}$.
Question 3 : Déduire la surface minimale d'échange $S$ de l'appareil.
$S = \frac{\Phi}{K \cdot \Delta T_{ML}} = \frac{150000}{800 \times 38,05} = \frac{150000}{30440} \approx 4,93\text{ m}^2$. On retient un échangeur de **$5,0\text{ m}^2$**.