Calcule l'échangeur par la méthode ε-NTU : C*=C_min/C_max (0–1), NTU=U·A/C_min, q_max=C_min·(T_h,in-T_c,in), ε=q_actual/q_max. Quatre configurations : co-courant ε=[1-exp(-NTU(1+C*))]/(1+C*) ; contre-courant ε=[1-exp(-NTU(1-C*))]/[1-C*·exp(-NTU(1-C*))], si C*=1 on prend NTU/(1+NTU) ; tubes et calandre 1-2 ε=2/[1+C*+√(1+C*²)·(1+exp(-NTU√(1+C*²)))/(1-exp(-NTU√(1+C*²)))] ; flux croisé (les deux non mélangés) ε=1-exp{(NTU^0,22/C*)·[exp(-C*·NTU^0,78)-1]}. Si C*=0 (changement de phase, chaudière/condenseur) on prend ε=1-exp(-NTU). Avec T_h,in et T_c,in optionnels, on déduit q=ε·q_max et les températures de sortie. Les températures ne servent que comme différences : Δ°C=ΔK, Δ°F×5/9=ΔK.
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Points clés
Catégorie
Math & Numbers
Types d’entrée
select, number
Type de sortie
json
Exemples associés
4
API disponible
Oui
Aperçu
Ce calculateur d’échangeur thermique applique la méthode efficacité-NTU pour déterminer C*, le nombre d’unités de transfert NTU et l’efficacité ε selon quatre configurations : co-courant, contre-courant, tubes et calandre 1-2 ou flux croisé non mélangé. En renseignant les températures d’entrée, il calcule aussi la puissance transférée et les températures de sortie.
Quand l’utiliser
Comparer l’efficacité thermique de différentes configurations d’échangeur.
Estimer les performances à partir des taux de capacité thermique, de U et de la surface d’échange.
Calculer la puissance transférée et les températures de sortie lorsque les deux températures d’entrée sont connues.
Fonctionnement
1Saisissez les taux de capacité thermique chaud et froid C_h et C_c, le coefficient global U et la surface A.
2Choisissez la configuration de l’échangeur : co-courant, contre-courant, tubes et calandre 1-2 ou flux croisé non mélangé.
3Le calcul détermine C_min, C_max, C*=C_min/C_max et NTU=U·A/C_min, puis applique la relation d’efficacité adaptée.
4Ajoutez T_h,in et T_c,in pour obtenir q_max, la puissance q réellement transférée et les deux températures de sortie.
Cas d’usage
Pré-dimensionnement thermique d’un échangeur industriel.
Analyse comparative entre échangeur à co-courant, contre-courant ou flux croisé.
Vérification rapide de la puissance transférée dans une chaudière ou un condenseur avec changement de phase.
Exemples
1. Échangeur en contre-courant sans températures d’entrée
Ingénieur thermique
Contexte
Un ingénieur souhaite estimer l’efficacité d’un échangeur en contre-courant à partir de ses paramètres thermiques.
Problème
Déterminer C*, NTU et ε pour C_h=1000 W/K, C_c=1500 W/K, U=500 W/(m²·K) et A=10 m².
Utilisation
Sélectionnez « Contre-courant », puis saisissez les quatre paramètres thermiques sans renseigner les températures d’entrée.
Le calcul donne C_min=1000 W/K, C_max=1500 W/K, C*=0,6667, NTU=5 et une efficacité ε≈0,928.
2. Flux croisé avec calcul de la puissance et des sorties
Concepteur d’installation thermique
Contexte
Un concepteur analyse un échangeur à flux croisé non mélangé avec des taux de capacité thermique identiques.
Problème
Calculer l’efficacité, la puissance transférée et les températures de sortie pour C_h=C_c=2000 W/K, U=400 W/(m²·K), A=8 m², T_h,in=120 °C et T_c,in=30 °C.
Utilisation
FAQ
Quelles données sont obligatoires ?
Les taux de capacité thermique C_h et C_c, le coefficient global U et la surface d’échange A sont obligatoires.
Quelles configurations sont prises en charge ?
Le calculateur prend en charge le co-courant, le contre-courant, les tubes et calandre 1-2 et le flux croisé avec fluides non mélangés.
À quoi correspondent C* et NTU ?
C*=C_min/C_max est le rapport des taux de capacité thermique, tandis que NTU=U·A/C_min mesure la capacité d’échange relative.
Les températures d’entrée sont-elles obligatoires ?
Non. Elles sont optionnelles et doivent être fournies toutes les deux pour calculer q et les températures de sortie.
Quelles unités de température puis-je utiliser ?
Les températures d’entrée peuvent être saisies en K, °C ou °F. Le calcul utilise uniquement les différences de température.