U 形管换热器计算选型

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用法：只改「① 主控参数」里的热流体流量、进出口温度或直管段长——热负荷、产汽量、所需面积、每程管数、管束直径、壳体直径、流速与压降全部自动跟随重算（见「③ 随动参数」）。每程管数默认自动取满足「裕度 + 压降 + K 区间」的最小管数（造价最低），点右侧标签可切「手动」做单点校核。方法依据《U 形管式釜式蒸汽发生器工艺计算书》（E 版）与 GB/T 151、GB/T 28712.3；布管按晶格逐点排布（非经验公式），水与水蒸汽物性用 IAPWS-IF97。

① 主控 · 热负荷与工况改任一项，下面全部跟着变

壳程型式管程数（偶数）管程介质物性库检索流量方式体积流量基准温度 ℃

热流体流量m³/h

拖动调整热负荷216 m³/h

60 120 180 216 基准 300 450 600

进口 T₁ ℃ 出口 T₂ ℃

算例：导热油蒸汽发生器（216 m³/h，4 管程）算例：水—水 U 形管换热器算例：蒸汽冷凝器（卧式 U 形管）

② 主控 · 换热管与结构管规格、管长、设计约束

换热管规格外径 d_o mm 壁厚 δ mm 管材 λ W/(m·K)

直管段长 Lmm

拖动调整管长5000 mm

3000 4000 4500 5000 基准 6000 9000

设计裕度 % 允许压降 kPa K 区间下限 K 区间上限

K 经验区间仅作筛选判据。自动选管数时要求 K 落在区间内；若区间过窄导致无解，可放宽区间或把管数切「手动」直接校核。

③ 随动参数随主控自动推导；「每程管数」可点右侧标签切手动

热负荷 QW·c_p·|T₁−T₂|

锁定

产汽量 DQ/(h″−h_gs)

锁定

所需面积 A_cQ/(K·Δt_e)

锁定

每程管数 n自动取满足全部约束的最小管数

自动

管束外缘直径由管数晶格逐点反算

锁定

壳体公称直径釜式按液位率，单相按管束+间隙

锁定

管内流速 u每程 n 根并联

锁定

达标所需直管段长当前管长不够时的加长目标

锁定

④ 更多可调参数布管 / 物性 / 阻力 / 釜体几何 / 扫描范围（点开）

A · 布管细节

管心距 p mm 排列方式中心不布管区 R₀ mm 最小弯曲半径 mm 分程隔板槽宽 mm 拉杆数 U 形弯面积计入

管束外缘直径由「每程管数 → 直管段总数」自动反算（晶格排布逐步放大直至容得下）；管心距下限按 ≥1.25 d_o 校核。

B · 管程物性（内置介质与物性库自动填入，选「自定义」时可手输）

ρ kg/m³（T_m） c_p kJ/(kg·K) λ W/(m·K) μ mPa·s 污垢热阻 R_fi

μ @T₁ mPa·s μ @T₂ mPa·s 自定义介质的黏度—温度两点插值（用于壁温修正 μ_w）

内置介质与物性库介质按各自温度表插值；自定义介质请填两端黏度。

C · 管内关联式与阻力系数

管内 Nu 关联式摩擦系数 λ ε mm ζ U形弯 ζ 管箱转向 ζ 进出口合计每 U 弯当量长度 m

D · 釜体 / 壳体几何（釜式与冷凝模式）

管束底距壳壁 mm 液面高出管束顶 mm 液位率上限端部预留（每端）mm 分离系数 K（Souders）

E · 每程管数扫描范围（管数「自动」时的搜索区间）

每程管数从到

管数↑ → 流速↓、K↓、压降↓，而面积∝管数，两者相抵后裕度大致与管数的 0.2 次方成正比，故取满足全部约束的最小管数即造价最低。两端相等则为单点校核。

计算结果改任一参数即时重算

计算书文本可直接粘贴进 Word

本程序仅用于方案估算与校核。施工图阶段：①导热油物性须以供货商正式物性表复核；②池式沸腾经验系数须以制造厂数据替换； ③管板、开孔补强、外压、水压试验等按 GB/T 150、GB/T 151 另行计算（可配合本站「管道壁厚与补强」小程序）。