Рассчитать и подобрать стандартизованный теплообменник по условию задачи из таблицы 1

Примем в качестве испарителя вертикальный кожухотрубчатый теплообменник. Четыреххлористый углерод (ЧХУ) подадим в трубное пространство, а в межтрубное – насыщенный водяной пар.
При абсолютном давлении паров ЧХУ р=2·105 Па из табл. 5 приложения имеем: температуру кипения ЧХУ tкип=100,80С и скрытую теплоту парообразования ЧХУ rЧХУ=185,25 кДж/кг.
Примем разность температур между конденсирующимся водяным паром и кипящим ЧХУ Δt=150С. В этом случае температура конденсирующегося пара будет tкон=100,8+15=115,80С. Примем tкон=1160С, что соответствует его давлению рп=1,823·105 Па.
Примем предварительно высоту труб аппарата l=4 м.
Для расчета коэффициента теплоотдачи от конденсирующегося водяного пара найдем по табл. 4 приложения свойства конденсата при температуре tкон=1160С. Теплота конденсации водяного пара rкон=2257,8 кДж/кг, плотность пленки конденсата ρж=946,2 кг/м3, вязкость конденсата μ=0,000241 Па·с, теплопроводность конденсата λ=0,686 Вт/(м2·К). При этих данных для вертикальных труб находим:
∝1=1,15∙r∙ρж2∙λ3∙gμ∙l∙∆tкон0,25; (1)
∝1=1,15∙2257800∙946,22∙0,6863∙9,810,000241∙4∙∆tкон0,25=10381,30∙∆tкон-0,25,
где ∆tкон=116-tст.1.
Коэффициент теплоотдачи при испарении ЧХУ при абсолютном давлении 2·105 Па (0,2 МПа) составит:
∝2=600∙φ∙р1,33∙∆tкип2,33, (2)
где φ -коэффициент, учитывающий свойства кипящей жидкости; для ЧХУ φ=0,020;
∆tкип=tст.2-100,80
∝2=600∙0,020∙0,21,33∙∆tкип2,33=1,41∙∆tкип2,33
Примем по табл . 7 приложения термические сопротивления загрязнений: со стороны конденсата r1=0,4·10-4 (м2·К)/Вт и со стороны ЧХУ r2=2·10-4 (м2·К)/Вт. Термическое сопротивление стенки трубы:
δстλст=0,00246,5=0,000043 м2∙КВт,
где λст - теплопроводность материала стенки трубы.
Общее термическое сопротивление стенки равно:
Σr=r1+δстλст+r2; (3)
Σr=0,00004+0,000043+0,0002=0,000283м2∙КВт
Так как плотность теплового потока для аппарата устанавливается самопроизвольно в зависимости от температур стенки трубы, проведем ее расчет методом подбора, руководствуясь уравнением:
q=∝кон∙116-tст.1=tст.1-tст.2Σr=αкип∙tст.2-100,80, (4)
Для удобства расчета все данные сведем в табл