L’objet d’un diagnostic est d’évaluer la puissance thermique transférée dans un échangeur dont la géométrie est connue.

La méthode de l'écart logarithmique, si elle est commode pour évaluer une surface d'échange (les quatre températures des fluides étant connues à priori) présente une limite d’utilisation lorsqu'il s'agit d'évaluer la puissance thermique échangée pour un échangeur de surface connue. Une méthode - celle de l'efficacité et du nombre d'unités de transfert \(\epsilon - NUT\) - est proposée pour éviter cette difficulté.

I. Définition de l’efficacité et du pincement d’un échangeur thermique

On définira l'efficacité d'un échangeur comme le rapport du flux de chaleur réellement échangé dans l’échangeur (d’arrangement géométrique quelconque) au flux de chaleur maximum qu'il est possible d'échanger (c’est à dire le flux échangé avec une surface d’échange infinie) pour un échangeur à circulation à contre-courant fonctionnant avec des débits et des températures d’entrée des fluides identiques à ceux du cas considéré.

II. Calcul de l’efficacité d’un échangeur thermique dans le cas général

Le flux de chaleur échangé est calculé à partir du bilan thermique sur les fluides chaud (h) et froid (c) :