Puissance thermique échangée
Considérons un système parfaitement calorifugé en régime permanent constitué par la surface d’échange S, de part et d’autre de laquelle circulent deux fluides, l’un chaud (indice c) et l’autre froid (indice f) – voir figure 1.
Le fluide chaud entre dans l’appareil à la température de mélange Tce, il sort de l’appareil à la température de mélange TcscmccΩ u ρmc=. Son débit massique est . où ρc est sa masse volumique, umc est la vitesse moyenne, et Ωc
est la section droite de l’écoulement.
De même, le fluide froid entre à Tfe, il sort à Tfs fmff Ω u ρmf=et son débit massique est .
Puisqu’il n’y a pas de pertes, la chaleur totale perdue par le fluide chaud par unité de temps Φ est intégralement gagnée par le fluide froid et on peut écrire :
Cette relation générale permet bien évidemment de calculer le flux de chaleur échangé dans un appareil, mais est aussi fréquemment utilisée pour calculer l’une des inconnues du système (température de sortie ou débit), connaissant toutes les autres.