参考号：EM13929

您正在一家开发了一种生产E.Coli的DNA疫苗过程的公司工作。发酵步骤后，使用裂解步骤将DNA从细胞中释放出导致粘性混合物的细胞。您会发现需要加热至80°C的侵略性清洁液来清洁裂解箱内部的粘性混合物。包含100管的壳管热交换器用于以8.6 kg S-1的质量流速将清洁溶液从10°C加热至80°C。试管的外部直径和内径分别为11和10mm，导热率为17 w m^-1k^-1。水以22 kg S的质量流速在90°C下进入壳^-1。壳侧传热系数为2500 W m^-2k^-1。

您将获得以下数据：

以下相关性适用于管道中的湍流：
nu = 0.023 re^0.8PR^0.4

清洁解决方案：
导热率= 0.5 w m^-1k^-1
粘度= 1 x 10^-3pa s
比热容量= 3.68 kj kg^-1k^-1
密度= 1,100 kg m^-3

水
比热容量= 4.18 kj kg^-1k^-1

a）计算热交换器内部可用的表面积。

b）您注意到，随着时间的推移，积极的清洁解决方案会导致热交换器中的腐蚀，从而导致造锈沉积物的积聚。如果您要购买新的热交换器，请建议您重新指定其设计以限制腐蚀的损害吗？