管壳式换热器工艺计算
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管程 / 壳程介质与状态（液体显热 · 气体显热 · 冷凝 · 沸腾）分别可选，给定流量与温度后
即时联动
给出热负荷、平均温差、总传热系数、所需换热面积与设备规格。 依据：GB/T 151-2014、GB/T 150.1~150.4，Kern 折流壳程，Nusselt 凝结，Mostinski 池沸，Shah 管内凝结，Chen 管内沸腾，IAPWS-IF97。
例1 循环水—循环水
例2 蒸汽冷凝加热水
例3 导热油加热氮气
例4 空气冷却器
例5 水蒸发器（池沸）
例6 校核一台现有设备
例7 甲醇蒸气冷凝器
例8 甲苯冷凝回收
① 主控工况
只有这里需要你决策
计算模式
设计选型（给温度 → 算面积与规格）
设备校核（给设备 → 算负荷与出口温度）
热流体位置
热流体走管程
热流体走壳程
给定哪一侧流量
热流体（另一股由热平衡反算）
冷流体（另一股由热平衡反算）
管程数
1 管程
2 管程
4 管程
管程
（热流体）
介质（管程侧，共
…
种）
加载中…
状态
液体显热（加热 / 冷却）
气体显热（加热 / 冷却）
冷凝：饱和汽 → 饱和液
沸腾：饱和液 → 饱和汽
操作压力 P
MPa(G)
入口温度
℃
出口温度
℃
饱和温度
℃（由压力定）
流量 W
kg/h
滑块
50000
2000
8000
20000
50000
120000
200000
壳程
（冷流体）
介质（壳程侧，共
…
种）
加载中…
状态
液体显热（加热 / 冷却）
气体显热（加热 / 冷却）
冷凝：饱和汽 → 饱和液
沸腾：饱和液 → 饱和汽
操作压力 P
MPa(G)
入口温度
℃
出口温度
℃
饱和温度
℃（由压力定）
流量 W
kg/h
滑块
32000
2000
8000
20000
50000
120000
200000
另一侧流量（热平衡反算）
由给定温度与热负荷反算
锁定
现有总管数 N
根
管侧流量
kg/h
壳侧流量
kg/h
出口温度目标（用于算所需面积）
冷流体出口
热流体出口
目标值
℃
校核模式用 ε-NTU 迭代（1 壳程：n≥2 管程用 Bowman 1-2 式；1 管程按纯逆流；一侧相变取 Cr=0）。
② 换热管与壳体主控
改这里即时重算
换热管规格
φ19 × 2
φ25 × 2
φ25 × 2.5
φ32 × 3
φ38 × 3
自定义
外径 d
o
mm
壁厚 δ
mm
管子的导热系数 λ
w
W/(m·K)
管子排列
正三角形 30°
转角正方形 45°
正方形 90°
换热管长 L（管板间距）
mm
滑块
3000
1500
2000
3000
4500
6000
9000
③ 随动参数
改主控即时更新；灰色不可编辑，点右侧标签可切手动
热负荷 Q
Q = W·(cp·ΔT 或 r)
锁定
对数平均温差 Δt
m
（逆流）
由四温度端差定
锁定
温差修正系数 F
1 壳程，按 n 管程折算
锁定
有效平均温差 Δt
e
= F·Δt
m
相变侧 F = 1
锁定
总传热系数 K
按外表面基准
锁定
所需换热面积 A
c
Q / (K·Δt
e
)
锁定
总管数 N（每程 n=N/n
p
）
自动取满足裕度+压降的最小管数
自动
实选换热面积 A
按管板内侧有效长度
锁定
面积裕度
A / A
c
− 1
锁定
壳体内径 DN（管束外缘 D
b
）
GB/T 151 标准系列
自动
管内流速 u
由每程管数与体积流量定
锁定
④ 更多可调参数
A 介质物性 / B 传热 / C 布管 / D 判定标准 / E 机械 / F 物性速查
A 介质物性（自定义介质时填写）
管程 ρ
kg/m³
管程 c
p
kJ/(kg·K)
管程 λ
W/(m·K)
管程 μ
mPa·s
管程潜热 r
kJ/kg
管程饱和温度 T
s
℃
管程液相 ρ
L
kg/m³
管程气相 ρ
V
kg/m³
管程 σ
N/m
管程临界压力 p
c
MPa
壳程 ρ
kg/m³
壳程 c
p
kJ/(kg·K)
壳程 λ
W/(m·K)
壳程 μ
mPa·s
壳程潜热 r
kJ/kg
壳程饱和温度 T
s
℃
壳程液相 ρ
L
kg/m³
壳程气相 ρ
V
kg/m³
壳程 σ
N/m
壳程临界压力 p
c
MPa
烟气常用估算值（作参考）：200 ℃ → ρ≈0.75 kg/m³、c
p
≈1.10 kJ/(kg·K)、λ≈0.039 W/(m·K)、μ≈0.026 mPa·s； 300 ℃ → ρ≈0.62、c
p
≈1.13、λ≈0.045、μ≈0.030（按天然气 α≈1.2 估算，精确值请按实际组成加权）。
B 传热关联式与污垢
管内关联式
西得—塔特（Sieder-Tate，带 μ/μ
w
）
迪图斯—贝尔特（Dittus-Boelter）
格尼林斯基（Gnielinski）
摩擦系数
Blasius 光滑管
Colebrook（含粗糙度）
管内壁粗糙度
mm
管内污垢热阻 R
fi
m²·K/W
管外污垢热阻 R
fo
m²·K/W
管内平均干度 x（相变）
—
C 布管与结构
管心距 p
mm
折流板间距 B
mm
管板厚度
mm
拉杆占位
根
分程隔板槽宽
mm
管束间隙
mm
隔板槽处理
保守（扣去槽位上的管）
错位布管（不扣管，仅校核净距）
D 判定标准
面积裕度要求
%
管程允许压降
kPa
壳程允许压降
kPa
K 经验区间
下限 W/(m²·K)
K 上限
W/(m²·K)
接管允许流速（管 / 壳）
m/s
壳侧接管流速
m/s
管数扫描范围 N
最小
到
最大
E 机械设计参数（壁厚 / 估重）
设计压力（取较高侧）
MPa
壳体材质许用应力 [σ]
MPa
焊接接头系数 φ
—
腐蚀余量 C
2
mm
换热管金属密度
kg/m³
设备型式
固定管板式
浮头式
U 形管式
按温差自动建议
许用应力按设计温度取 GB/T 150.2 表值（Q345R 常温约 189 MPa；示例值需按实际材质温度查表更正）。管板厚度按 0.06·D
N
+10 mm 经验估算，正式设计须按 GB/T 151 校核。
F 全库物性速查（73 种介质）
输入关键字与温度即可查询任一介质的密度、比热、导热系数、粘度、普朗特数与饱和参数；点「导出 CSV」可把当前筛选结果存下来。
关键字筛选
查询温度 T
℃
查询压力 P
MPa(G)
相态
按介质默认
强制取液相
强制取气相
导出 CSV
计算结果
—
正在计算…
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说明：面积按
换热管外表面
计，有效长度取管板内侧间距；管内给热系数按
内表面
基准，再乘 d
o
/d
i
折算到外表面基准； 相变侧未计入过冷 / 过热段。本程序用于方案估算与选型，**最终以详细设计与制造厂资料为准**。