حاسبة المبادلات الحرارية ذات الغلاف والأنابيب

تتطلب Shell & Tube إضافة مستقلة فعّالة. لا تُضمّن تلقائيًا في Professional أو Enterprise أو Manufacturer. تفتح الإضافة الحاسبة، بينما تضبط الخطة الأساسية الحفظ والتقارير والعرض والتصنيع بصورة منفصلة. ترقية الخطة الأساسية لا تحسّن محرك الحساب نفسه.

تضيف Professional الحفظ وتقارير الأداء وعرضًا عامًا مبسطًا. وتضيف Enterprise العرض العام ثلاثي الأبعاد وBOM ومساحة الميكانيكا. تتطلب التفاصيل الإنشائية وCAD التصنيع خطة Manufacturer مع صلاحية الوحدة. REST متاح لـEnterprise وManufacturer؛ وMCP لـManufacturer فقط، لكن أدوات MCP الحالية لا تحسب Shell & Tube.

1. اختر Rating أو Sizing ثم وضع التشغيل. أكمل Geometry وFluids وBaffles وNozzles وAdvanced.
2. احسب وافحص Results وجميع التحذيرات. راجع Mechanical وBOM حسب الخطة، ثم هندسة الرسومات و3D.
3. أعد الحساب بعد تغييرات المدخلات المؤثرة. لا تُستخدم للرسومات والتصدير إلا نتيجة مطابقة للتصميم الحالي. راجع التقرير قبل الحفظ أو التنزيل.

• فهرس التوثيق

اختر المبرد من القائمة الفعلية وأدخل T_sat وحقول Superheat/Subcooling الظاهرة. T_sat درجة حرارة مطلقة، أما فرط التسخين والتبريد الدوني ففروق حرارة. يتطلب DX أيضًا Circuits: عددًا صحيحًا موجبًا لا يتجاوز العدد الفعلي للأنابيب، مع قابلية عدد الأنابيب للقسمة عليه. نموذج المسارات المتساوية لا يصمم التوصيل الميكانيكي.

أدخل لكل تيار النوع/النوع الفرعي وT_in وMass Flow، وعند الحاجة T_out (optional). تشمل الأنواع اليدوية الماء والغليكول/الماء وماء البحر والزيوت الحرارية والهيدروكربونات والأمين والمحلول الملحي؛ الغليكول 0–60%. لسائل–سائل تياران مستقلان. لا تفترض أن الخرج أو الحمل المطلوب يفرض القدرة: يحسب Rating للسائل–سائل والمكثف المخارج من الهندسة والتدفقات والمداخل.

قد يعرض محدد Fluid (CoolProp) الخواص. يفعّل الاختيار غير اليدوي مسار Rating التزايدي لسائل–سائل؛ تستخدم الواجهة الحالية 15 منطقة. يستخدم Sizing وأوضاع المبرد المحلل القياسي لا المسار التزايدي. خواص العملية القياسية علاقات محلية، وخواص تشبع المبرد جداول محلية بالاستيفاء؛ ظهور المحدد لا يثبت استخدام خدمة خواص حية في جميع الأوضاع.

اختر حزمة الوحدات في إعدادات الشركة: SI Engineering أو US HVAC/IP أو Refrigeration. تسمح المدخلات الفيزيائية ذات الوحدات بتغيير محلي وتحويل داخلي؛ اقرأ الوحدة الظاهرة دائمًا. من الوحدات المعتادة mm/m/in و°C/°F/K وkg/s أو kg/h وkW/TR/Btu/h وkPa/bar/psi ومقاومة الاتساخ m²·K/W والخشونة μm. تتغير الخيارات حسب الحقل؛ يبقى OD وBWG اختيارين من الكتالوج.

تحدد Geometry حقول Shell ID وShell Type وFront Header وRear Header ومادة الغلاف، وTube OD وBWG وTube Length وTube Pitch والترتيب والتمريرات ومادة الأنابيب. توفر الواجهة OD بقيم 15.875 و19.05 و25.4 و31.75 و38.1 mm مع BWG متوافق يحدد الجدار والقطر الداخلي. التمريرات 1 أو 2 أو 4 أو 6 أو 8؛ والترتيبات مثلثي 30° ومثلثي مدوّر 60° ومربع 90° ومربع مدوّر 45°. فرض عدد الأنابيب لا يضمن ملاءمتها فعليًا.

تضبط Baffles النوع ونسبة القطع والتباعد والسماكة وأزواج شرائط الإحكام. تحدد Nozzles أقطار المداخل والمخارج الأربعة. Pitch مسافة بين المراكز وليس خلوصًا. راجع تحذير pitch/OD الأقل من 1.25 ولا تعتبره موافقة. تشمل Advanced قيم R_f للجهتين وC_shell وC_tube وC_fouling وSurface Roughness Rp. برّر الاتساخ ووثّق المعايرة بالأدلة، لا بمجرد بلوغ الهدف.

يقيّم Rating الهندسة المحددة. يتطلب Sizing قيمة موجبة محدودة لـTarget Heat Duty ويبحث أقطار الغلاف وأطوال الأنابيب القياسية المنفذة. حدد v_tube min/max وΔP shell/tube max وحدود الطول والقطر والزيادة التصميمية المقبولة. هذه قيود إلزامية، ولا يُقبل بديل صامت.

يعيد البحث حساب الأنابيب من الترتيب ويقيد تباعد الحواجز لكل غلاف، ثم يختار أقل مساحة انتقال حرارة فعلية بين المرشحين الممكنين؛ وعند تساوي المساحة تُفضل زيادة القدرة الأقل. لا يحسن عالميًا OD أو المادة أو التمريرات أو جميع الحواجز أو تكلفة التصنيع. تعود قيم القطر والطول والعدد والتباعد المختارة إلى النموذج لاستخدامها هندسيًا.

1. حدد نقطة تشغيل وهدفًا متسقين فيزيائيًا، وافحص الوحدات وأزواج الحدود الدنيا والعليا.
2. احسب. عند ظهور Sizing infeasible اقرأ أعداد المرشحين وأسباب الرفض، وراجع القدرة والسرعة والفقد والزيادة والأبعاد كلًا على حدة.
3. إذا ظهرت نتيجة، افحص التحذيرات والأبعاد المختارة. للتعديل انتقل إلى Rating وأعد الحساب؛ التبديل يبطل النتيجة السابقة.

عوامل Bell-Delaware هي J_C للنافذة/القطع وJ_L للتسرب وJ_B لتجاوز الحزمة وJ_S لتباعد الأطراف غير المتساوي وJ_R لتصحيح Reynolds المنخفض. تخص حساب الغلاف أحادي الطور المناسب. قد تكون قيمًا حيادية موضعية في المغمور والمكثف، لا حلًا كاملًا ثنائي الطور بطريقة Bell-Delaware.

ملفات سائل–سائل التزايدية مكافئة للجريان المعاكس المصحح وليست مسارات كل تمريرة. مناطق المبخر وشحنة المبرد تقديرات، لا دائرة مبرد متوازنة كاملة أو مخزونًا مقاسًا. يستخدم ΔP DX تقدير Lockhart–Martinelli احتكاكيًا فقط عند جودة وسطية، دون الأكواع والفوهات والموزع والتسارع؛ وفقد الغلاف المغمور مبسط. إغلاق التوازن العددي أو التقارب وحده لا يثبت الدقة الفيزيائية.

في Advanced أدخل P_design Shell/Tube وT_design Shell/Tube وCorrosion Allow. وJoint Eff. (E) وHead Type. الرؤوس المتاحة مسطح وإهليلجي وتوروسفيري ونصف كروي. ضغط التشبع التشغيلي لا يحل محل أساس مستقل لضغط التصميم؛ راجع أي اقتراح.

بعد الحساب الحراري تُنفذ فحوص ASME VIII والاهتزاز الأولية للنتيجة الحالية. تتطلب Mechanical خطة Enterprise أو Manufacturer. اقرأ السماكات المطلوبة/المختارة وMAWP وفئة الفلنجة وحالة المكونات والاهتزاز مع الافتراضات. تؤثر سماكات الغلاف وصفائح الأنابيب في الطول الفعال والوزن وCAD؛ القيمة الافتراضية القديمة ليست اختيار صفيحة متحققًا منه.

عند تفعيل H₂S Sour Service، أدخل H₂S Partial Pressure والكلوريدات بالوحدات الظاهرة لفحص المواد الأولي NACE MR0175. تعني COMPLIANT هذا الفحص فقط. تحقق من المادة والمواصفة والإجهادات المسموحة والبيئة وحالة التصنيع. يعتمد الاهتزاز افتراضات مبسطة للدعم والمادة، وليس تصميمًا ديناميكيًا مؤهلًا كاملًا.

خارج Manufacturer يكون 2D شكلًا خارجيًا مبسطًا دون تفاصيل داخلية أو تصدير رسومات. لا يمنح 3D العام في Enterprise تفاصيل تصنيع. يتيح Manufacturer مقاطع GA التفصيلية وSVG/PNG/DXF و3D التفصيلي وSTEP/STL. يوفر النموذج المشترك مواضع الأنابيب وممرات التقسيم وثقوب الصفائح والحواجز والفوهات؛ نجاح Rating الحراري لا يضمن قابلية البناء.

افحص التجميع وأدوات الفوهات في 3D. تغيير القطر يحتاج إعادة حساب؛ يمكن تعديل الموضع/الاتجاه وحدهما دون إعادة ΔP الحراري. العرض الحراري إرشادي وليس CFD. قد يمنع التصدير عدد أنابيب زائد أو U-tube بتمريرات فردية أو تعارض التباعد/القطع أو ثقوب عابرة للحافة أو تداخل فلنجات الفوهات. قد يعرض CAD حواجز أحادية القطاع عند محطات حرارية لأنواع أخرى؛ ليست الهندسة الفعلية للثنائية أو القرص والحلقة أو القضبان.

تعرض لوحة Manufacturer صفائح الأنابيب والحواجز القطاعية الفعلية وقواعد السروج البسيطة من التجميع المشترك. اختر جزءًا وراجع الأبعاد والثقوب وأدخل المواد اللازمة ثم صدّر DXF متجهيًا اسميًا أو SVG تقنيًا بوحدة mm. تصاحب القطعة المراجعة والحدود. المادة غير المحددة ليست تأهيلًا للمادة.

• لا ينمذج CAD فلنجات الجسم وحشيات ومسامير وصلات القنوات/الأغطية؛ مباعدات قضبان الربط وشرائط الإحكام وحماية الصدم؛ أخاديد التقسيم ووصلات الأنبوب بالصفيحة.
• نسب السروج وقواعدها إرشادية دون تحليل Zick. لا تتضمن القطع عرض القطع أو تعويض الأداة أو التعشيق أو المسارات أو سماحات التشكيل أو تحضير اللحام أو تعليمات الوصل.
• تحقق من الوحدات والأبعاد في CAD/CAM المستقبِل. STEP/STL/DXF وPDF مخرجات منفصلة وليست حزمة تصنيع معتمدة.

يمكن لـProfessional وما فوق تصدير PDF الأداء وحفظ المشاريع/.excl. يتضمن التقرير الرئيسي ورقة بأسلوب TEMA/API 660 للعمليات والإنشاء والمواد والفوهات والميكانيكا المتاحة؛ ليس تقرير كود معتمدًا. توفر Tools أيضًا TEMA Specification Sheet للطباعة. تحقق قبل الإصدار من أسماء التيارات والخواص والأساس والمخارج؛ قد تتضمن الورقة المستقلة افتراضات أو قيمًا مبسطة.

يجمع Full Report في مساحة التقرير الوثائق الموجودة ولا يعيد الحساب. مع صلاحية الوحدة يحصل Professional على الأداء والأبعاد المبسطة؛ وEnterprise على ذلك واستحقاق تكلفة اختياري، لكن محتوى تكلفة S&T الحالي غير متاح ويُعلن ذلك. يحصل Manufacturer على الأداء ورسم GA الموجود. لا تُختلق فصول مفقودة ولا تُضمّن STEP/DXF داخل PDF.

تستخدم ورقة الأبعاد البسيطة قطر الغلاف المعروف وطول الأنابيب المعلن على الجسم المستقيم. أطوال الرؤوس مجهولة ومستبعدة؛ ليست أبعاد الغلاف الخارجي الكلية. تبقى ملاحظات GA التقني S&T لـManufacturer بالإنجليزية، ويُعلن ذلك حتى لو كان إطار التقرير بلغة أخرى.

يعرض BOM لـEnterprise/Manufacturer الكميات والمواد والأوزان مع تمييز أساس الهندسة والتقدير والأوزان الجافة/المغمورة/الحزمة والاستثناءات. ليس عرض مورد أو قائمة مشتريات كاملة. الحفظ يحتاج مشروعًا محددًا؛ و.excl مسار محمول. تساعد المدخلات والوحدات ولقطات المواد في التتبع، لكن النتائج القديمة دون بصمة مطابقة تحتاج إعادة حساب. لا يحفظ Full Report المشروع أو السجل تلقائيًا.

قبل الإصدار تحقق من هوية الموائع ومجالها والوحدات ومصدر الخواص والحمل والمخارج والسرعات وكل حدود ΔP وأساس الاتساخ والمعايرة وافتراضات الصفائح والمواد وموانع الهندسة ومحتوى الوثائق. تبقى الحالات المرجعية المستقلة ومراجعة المهندس والمصنّع ضرورية. اختبارات التكافؤ والانحدار الداخلية ليست تحققًا مختبريًا مستقلًا.