管壳式换热器计算器

Shell & Tube 需要单独且有效的附加订阅，并不自动包含在 Professional、Enterprise 或 Manufacturer 中。附加订阅开放计算器；主套餐另行控制保存、报告、可视化及制造功能。升级主套餐不会提升计算引擎本身。

Professional 提供保存、性能报告及简单概览；Enterprise 增加一般 3D、BOM 和机械工作区。详细结构图与制造 CAD 需要 Manufacturer 加模块权限。REST 属于 Enterprise 和 Manufacturer；MCP 仅属 Manufacturer，但当前 MCP 工具不计算 Shell & Tube。

1. 选择 Rating 或 Sizing，再选择运行模式，填写 Geometry、Fluids、Baffles、Nozzles 和 Advanced。
2. 计算后检查 Results 及全部警告，按权限查看 Mechanical、BOM，再检查图纸和 3D 几何。
3. 相关输入变更后重新计算。只有与当前设计匹配的结果才能用于图纸和导出。保存或下载前先检查报告。

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从实际列表选择制冷剂，输入 T_sat 及显示的 Superheat/Subcooling。T_sat 是绝对温度，过热和过冷是温差。DX 还需 Circuits：正整数且不大于实际管数，管数必须能被回路数整除。等路径模型并不设计机械管路。

每股工艺流体输入类型/子类型、T_in、Mass Flow，必要时输入 T_out (optional)。手动类别包括水、乙二醇/水、海水、导热油、烃类、胺液及盐水；乙二醇浓度范围为 0–60%。液–液模式分别设置壳程和管程。指定出口温度或负荷不会强制实现该能力：液–液与冷凝器 Rating 根据几何、流量及入口条件计算出口。

Fluid (CoolProp) 选择器可显示物性。非手动选择会启用液–液 Rating 的增量路径；当前界面使用 15 个区段。Sizing 及制冷剂模式使用标准求解器，而非此增量路径。标准工艺物性采用本地关联式，制冷剂饱和物性采用本地插值表；出现选择器不表示每种模式都调用实时物性服务。

在公司设置中选择全局单位包：SI Engineering、US HVAC/IP 或 Refrigeration。带单位的物理输入可单独切换并在内部转换，务必读取显示单位。常见单位包括 mm/m/in、°C/°F/K、kg/s 或 kg/h、kW/TR/Btu/h、kPa/bar/psi、污垢热阻 m²·K/W、粗糙度 μm。可选项随字段变化；OD 和 BWG 仍为目录选择。

Geometry 设置 Shell ID、Shell Type、Front Header、Rear Header 及壳体材料；以及 Tube OD、BWG、Tube Length、Tube Pitch、排列、管程数和管材。界面提供 OD 15.875、19.05、25.4、31.75、38.1 mm 及兼容 BWG，后者决定壁厚与内径。管程数为 1、2、4、6、8；排列为三角形 30°、旋转三角形 60°、正方形 90°、旋转正方形 45°。强制管数并不能保证装得下。

Baffles 设置类型、切口百分比、间距、厚度、密封条对数。Nozzles 设置壳管两侧四个进出口直径。Pitch 是中心距而非净间隙。对 pitch/OD 小于 1.25 的警告必须评估，不能视为批准。Advanced 包含两侧 R_f、C_shell、C_tube、C_fouling 和 Surface Roughness Rp。污垢热阻应有依据；校准系数应有证据记录，不应只为达到目标而调整。

Rating 评定指定几何。Sizing 要求有限正值 Target Heat Duty，并搜索已实现的标准壳径和管长。设置 v_tube min/max、ΔP shell/tube max、管长及壳径上下限、允许的超设计范围。约束是硬条件，不会默默接受备用几何。

搜索按排列重新确定管数，为各壳体候选限制折流板间距，选择可行候选中实际传热面积最小者；同面积时选择超能力较小者。它不对 OD、材料、管程数、所有折流板设计或制造成本进行全局优化。选定壳径、管长、管数及折流板间距会回填表单，用于后续几何。

1. 建立物理一致的运行点和目标，检查单位及每组上下限。
2. 计算。若出现 Sizing infeasible，读取候选及拒绝数量，分别审查能力、速度、压降、超设计和尺寸约束。
3. 返回候选后检查警告与选定尺寸。细化时切换 Rating 并重新计算；切换会使旧结果失效。

Bell-Delaware 因子：J_C 为折流板窗口/切口，J_L 为泄漏，J_B 为管束旁流，J_S 为端部不等间距，J_R 为低 Reynolds 修正。适用于相应单相壳程计算。满液与冷凝壳程模型中可能为中性占位值，并非完整两相 Bell-Delaware 求解。

液–液增量曲线是修正逆流等效曲线，并非各管程实际轨迹。蒸发器区段及制冷剂充注量为模型估计，非完整平衡回路或实测库存。DX ΔP 为平均干度下仅摩擦的 Lockhart–Martinelli 估计，未计弯头、接管、分配器和加速损失；满液壳程 ΔP 为简化值。数值平衡闭合或迭代收敛并不证明物理准确。

在 Advanced 设置 P_design Shell/Tube、T_design Shell/Tube、Corrosion Allow.、Joint Eff. (E) 和 Head Type。封头可选平盖、椭圆、碟形和半球形。运行饱和压力不能代替独立确定的设计压力依据，任何建议值都需复核。

热计算后对当前结果执行初步 ASME VIII 和振动校核。Mechanical 工作区需 Enterprise 或 Manufacturer。结合假设读取要求/选定厚度、MAWP、法兰等级、组件状态及振动结果。壳体/管板厚度还影响有效管长、重量和 CAD；历史默认值不等于已验证板厚。

启用 H₂S Sour Service 时，按显示单位输入 H₂S Partial Pressure 和氯离子用于 NACE MR0175 材料初筛。COMPLIANT 仅指该初筛。须确认目录材料、规范、许用应力、环境及制造状态。振动筛查使用简化支承/材料假设，不是完整合格的动力设计。

非 Manufacturer 的 2D 只是外形轮廓，不含内部结构或图纸导出。Enterprise 一般 3D 不授予制造细节。Manufacturer 提供详细 GA 剖面、SVG/PNG/DXF、详细 3D 和 STEP/STL。当前共享模型向图纸/CAD 提供管位、分程通道、管板/折流板孔和接管位置；热 Rating 成功不保证结构可建造。

在 3D 检查装配及接管控制。改直径需重新计算；仅位置/方向可继续编辑而无需重新计算热工 ΔP。温度可视化为示意，不是 CFD。过多管数、奇数管程 U 管、折流板间距/切口冲突、孔跨板边或接管法兰干涉都可能阻止导出。其他折流板类型在 CAD 中可能仅于热工站位绘制单弓形板，并非双弓形、盘环式或杆式的真实几何。

Manufacturer 板件面板列出共享装配中的管板、实际弓形折流板及简单鞍座底板。选择部件，检查尺寸/孔数，补充材料字段，再导出以 mm 为单位的名义矢量 DXF 或技术 SVG。修订号与限制随部件提供。未指定材料不构成材料资格认定。

• CAD 未建模管箱/帽盖连接的主体法兰、垫片和螺栓；拉杆隔管、密封条、防冲结构；管板分程槽与管–管板接头细节。
• 鞍座及底板比例仅供参考，无 Zick 分析。板件导出不含切缝、刀具补偿、排样、刀路、成形余量、焊接坡口或连接工艺。
• 在接收 CAD/CAM 中检查单位和尺寸。STEP/STL/DXF 与 PDF 是独立文件，不是已批准制造包。

Professional 及以上可导出性能 PDF、保存项目/.excl。主报告含 TEMA/API 660 风格数据表，列出工艺、结构、材料、接管及可用机械信息；不是获批规范数据报告。Tools 还提供可打印的 TEMA Specification Sheet。发布前核对流体名称、物性、设计依据及计算出口：独立数据表可能含默认或简化值。

Report 中 Full Report 组合现有文件，不重新计算。有模块权限时，Professional 获得性能及简单尺寸；Enterprise 相同并有可选成本权限，但当前 S&T 成本内容不可用，报告会说明。Manufacturer 获得性能和现有 GA 装配图。不补造缺失章节，也不在 PDF 内嵌 STEP/DXF。

简单尺寸页采用已知壳径和沿直筒段标注的声明管长。封头长度未知且排除，不是整机包络尺寸。Manufacturer 的 S&T 技术 GA 注释仍为英文，即使报告框架为其他语言也会在图纸注明。

Enterprise/Manufacturer BOM 展示数量、材料和重量，区分几何依据与估计项，以及干重、充液重、管束重和排除项。不是供应商报价或完整采购清单。保存需选中项目；.excl 是便携文件。输入、单位设置与材料快照支持追溯，但历史结果若无匹配指纹需重新计算。Full Report 不自动保存项目或历史。

放行前确认流体身份/范围、单位、物性来源、负荷/出口、速度、所有 ΔP 限制、污垢/校准依据、板厚/材料假设、几何阻止项及文件内容。仍需独立参考工况、责任工程师审核及制造商检查。内部一致性/回归测试不是独立实验室验证。