有一套管式换热器，甲流体（走管间）和乙流体（走管间）在其中逆流换热。生产要求将流量为810kg/h的甲流体（CP=0.8Kcal/kg˙℃）从120℃冷却至70℃，管壁的对流膜系数a₁=200Kcal/m²˙℃，并可视作不变。乙流体由20℃被加热至50℃。35℃的水的粘度为0.72CP，已知内管内径为0.0508m，乙流体的平均流速为0.15m/s，管内壁对乙流体的对流传热膜系数a₂=627Kcal/m²˙h˙℃，内管两端压强差为ΔP。
如果管壁及污垢热阻不计，流体的物性常数及摩擦力系数均可视为常数。
求当此换热器内管两端压强差经调节增至3ΔP时，完成这一传热过程所需的传热面积。

欲设计一列管式换热器，用110℃的饱和水蒸气将1400/h的常压空气由20℃预热到95℃。
1、若初步选定采用单管程换热器，空气走管程，管束由120根φ25×2.5的铜管组成。试确定所需管束长。
2、若选用双管程浮头式列管换热器。管子总数、管长及直径同上。则空气的出口温度有无变化？试确定之。
在计算中，冷凝液膜的热阻、管壁及其两侧污垢热阻可忽略不计，其空气平均温度下的物性可取：粘度μ=0.02CP，比热：CP=1.0kJ/kg˙℃，导热系数λ=0.029W/m˙℃，密度ρ=1.076kg/m³。

在列管式换热器中，用饱和水蒸气将空气由10℃加热到90℃，该换热器由38根φ25×2.5mm，长1.5m的铜管构成，空气在管内作湍流流动，其流量为740Kg/h，比热为1.005×10³J/Kg˙℃，饱和水蒸气在管间冷凝。已知操作条件下的空气对流给热系数（或称对流传热膜系数）为70W/m²˙℃，水蒸气的冷凝给热系数为8000W/m²˙℃，管壁及垢层热阻可忽略不计。
1）试确定所需饱和水蒸气的温度。
2）若将空气量增大25%通过原换热器，在饱和水蒸气温度及空气进口温度均不变的情况下，空气能加热到多少度？（设在本题条件下空气出口温度有所改变时，其物性参数可视为不变）

某常用套管换热器每小时冷凝甲苯蒸汽1000kg，冷凝温度110℃，冷凝潜热为363KJ/kg，冷凝膜系数a₀=10000W/m²˙℃，冷却水温16℃，以2500kg/hr的流量进入内管内（内径50mm），作湍流流动，膜系数a₁=2160W/m²˙℃，水的比热取为4.19kJ/kg˙℃，忽略壁阻及污垢热阻。
试求：
1）冷却水出口温度及管长。
2）如在夏季，冷却水入口温度将升至25℃，使换热器传热能力下降，为此建议将水流量增加一倍，那么，该换热器的传热能力能否增加？定量地说明。

某一列管式换热器，将一定量的空气加热。空气在管内作湍流流动，饱和水蒸气在管外冷凝。今因生产任务加大一倍，除用原换热器外，尚需加一台新换热器。如果使新旧两台换热器并联使用，且使二台换热器在空气流量、进、出口温度及饱和蒸汽温度都相同的条件下操作。
原换热器列管数为n₁，管径为d₁，管长为l₁，而新换热器管数为n₂（n₂=n₁），管径为d₂（d₂=0.5d₁）。试问新换热器管长l₂为原换热器管长l₁的几倍。

有一套管换热器，内管为φ54×2mm，外管为φ116×4mm的钢管。现用120℃的饱和水蒸气加热苯，使苯由50℃加热至80℃，苯在内管中以4000kg/h的流量流动，试求：
（1）加热蒸汽消耗量
（2）所需套管的有效长度
（3）由于某种原因，加热蒸汽的温度降为110℃，苯的出口温度将变为多少？（假设a苯不变，在50～80℃范围内，苯的物性为c_p=1.86kJ/kg˙℃，μ=3.9×10^-4Pa˙s，λ=0.145W/m˙℃，ρ=880kg/m³，钢的导热系数为45W/m˙℃，120℃时水蒸气冷凝潜热r=2205kJ/kg，蒸汽侧对流传热系数a_汽=10000W/m˙℃，壁两侧垢层热阻及换热器损失均可忽略，加热蒸汽冷凝液在饱和温度下排出。）

有一套管换热器，管内为φ54×2mm，套管为φ116×4mm的钢管，内管中苯被加热，苯进口温度为50℃，出口温度为80℃，流量为4000Kg/h。环隙为133.3℃的饱和水蒸气冷凝，其汽化热为2168.1KJ/Kg，冷凝传热膜系数为11630W/m²˙K。苯在50℃~80℃之间的物性参数平均值为密度ρ=880KJ/m³，比热c_p=1.86KJ/Kg˙℃，粘度μ=0.39×10^-3Ns/m²，导热系数λ=0.134W/m˙K，管内壁垢阻为0.000265cm²/W，管壁及管外侧热阻不计。试求：
（1）加热蒸汽消耗量
（2）所需的传热面积（以内管外表面计）。
（3）当苯的流量增加50%，要求苯的进出口温度不变，加热蒸汽的温度应为多少？

一长度为3m、管外径为131mm、管内通有123℃饱和蒸汽的竖直加热管。管外壁的温度为120℃，周围空气的温度为20℃，试求：
（1）每米管道因自然对流而产生的热损失为多少？
（2）若管外包一层40mm的保温层后，保温层外表面温度降至60℃，上述热损失减至多少？

有一换热器，并流操作时，冷流体进出口温度分别为25℃和70℃，热流体进出口温度分别为150℃和100℃。若在两种流体流量和进出口温度均不变的条件下，将并流操作改为逆流操作，试问该换热器的传热速率和传热平均温度差有何变化？（定量说明）
计算时可视为C_P和K常量。
逆流操作时：

有一套管换热器，管内为φ54×2mm，套管为φ116×4mm的钢管，内管中苯被加热，苯进口温度为50℃，出口温度为80℃，流量为4000Kg/h。环隙为133.3℃的饱和水蒸气冷凝，其汽化热为2168.1KJ/Kg，冷凝传热膜系数为11630W/m²˙K。苯在50～80℃之间的物性参数平均值为密度ρ=880kg/m³，比热c_p=1.86KJ/Kg˙℃，粘度μ=0.39×10^-3Ns/m²，导热系数λ=0.134W/m˙K，管内壁垢阻为0.000265cm²/W，管壁及管外侧热阻不计。试求：
（1）加热蒸汽消耗量
（2）所需的传热面积（以内管外表面计）。
（3）当苯的流量增加50%，要求苯的进出口温度不变，加热蒸汽的温度应为多少？