Exemple de calcul de puissance
Un échangeur à contre courant doit chauffer de l'eau.
Le fluide primaire est de l'eau chaude dont le régime est 55/70°C.
Le fluide secondaire est de l'eau à 20°C, devant être chauffée à 40°C.
Les caractéristique de l'échange sont les suivantes :
Coefficient d'échange UD : 41,5 W/m/K
Longueur du tube d'échange : 1,5 m
Question
Quelle est l'écart entre la température du fluide primaire et celle du fluide secondaire :
à l'entrée de l'échangeur,
à la sortie.
Quel est l'écart logarithmique moyen ?

Les écarts de températures à la sortie et à l'entrée de l'échangeur sont respectivement T0 - t0 et T1 - t1. L'écart logarithmique moyen et donné à la formule [1]
Ecart à l'entrée = 70 - 40 = 30°C
Ecart à la sortie = 55 - 20 = 35°C
Ecart logarithmique moyen = (30 - 35) / ln (30/35) = 32,4°C
Question
Question
On envisage maintenant d'utiliser un échangeur à courants parallèles, toutes choses égales par ailleurs.

Quelle est l'écart logarithmique moyen dans ce cas ?
Dans ce contexte, les écarts de températures entre fluides à l'entrée et à la sortie de l'échangeur sont différentes de ceux trouvés pour l'échangeur à courant parallèle.
Ecart à l'entrée = 70 - 20 = 50°C
Ecart à la sortie = 55 - 40 = 15°C
Ecart logarithmique moyen = (50 - 15) / ln (50/15) = 29,1°C
Question
Quelle et la puissance échangée par l'échangeur à courants parallèles.
La formule d'Hausbrand s'applique également ici...
P = pi x 41,5 x 1,5 x 29,1 = 5691 W
Remarque : Efficacité d'un échangeur
La puissance échangée par un échangeur à courants parallèles, toutes choses égales par ailleurs, est moindre que celle échangée par un échangeur à contre courant.
L'échangeur à contre courant est plus efficace que l'échangeur à courants parallèles.
Pour permettre à l'échangeur à courants parallèle de transmettre autant de chaleur que celui à contre courant, on peut opter pour l'allonger.
Question
Question
Quelle est la température de sortie du secondaire de l'échangeur à courants parallèles si on lui conserve une longueur d'1,5 m ?
Un calcul itératif sur la valeur de DELTA 1 permet de résoudre cette question
L'échangeur à courants parallèles étant moins efficace, la température de sortie doit être moins élevée que prévu :
On fait varier DELTA1 dans la formule de Hausbrand... de manière itérative :
Tentative 1 : DELTA1 = 20 : P = pi x 41,5 x 1,5 x (50 - 20) / ln (50/20) = 6403 W
Tentative 2 : DELTA1 = 17 : P = pi x 41,5 x 1,5 x (50 - 17) / ln (50/17) = 5982 W
Tentative 3 : DELTA1 = 19 : P = pi x 41,5 x 1,5 x (50 - 19) / ln (50/19) = 6265 W
Tentative 4 : DELTA1 = 19,5 : P = pi x 41,5 x 1,5 x (50 - 19,5) / ln (50/19,5) = 6334 W
On peut donc estimer que la température de sortie sera égale à 35,5 °C au lieu de 40°C