卫生级列管式换热器换热计算
把换热器收资一次填清：两侧流量与进出口温度、物性、管束与壳体结构、折流板、流程型式（逆流 / 顺流）与两侧接管、材质与污垢热阻；管束排布、折流板布置与接管尺寸可三维参数化查看。页面即时给出公式法基线（LMTD / 热负荷 Q / 估算总传热系数 U / 所需面积 / 两侧压降）。填写与估算全部在本机浏览器完成，不上传服务器。
A · 工况条件两侧流量、进出口温度与物性
管程（工艺流体）
壳程（冷媒）
允许压降
两侧流量可按质量流量（kg/h）、体积流量（m³/h）或流速（m/s）录入，点标签上的单位键切换：数值自动换算，工况量值不变。换算式 ṁ = ρ·V̇；流速档按「该侧接管（进口 DN）圆截面」折算，ṁ = ρ·A_接管·v，A_接管 = π·d_i²/4（d_i = 所选接管标准与规格对应的内径，如 ASME BPE 1½″ → 34.80 mm）—— 与管束 / 壳程内部流通面积无关，因此加管数只把流量在管束内均分，不改变由流速折算出的质量流量。进入管束或壳程后的真实流速由几何单独计算（管程 A_t = N·π·d_i² / 4 ÷ 程数，壳程错流 A_s = D_i·B·(1 − d_o/pitch)），录入框下方实时显示的即该内部流速；物性请取两侧平均温度下的值。
管程恒走工艺流体，壳程走冷媒（冷却工况）或饱和蒸汽 / 热媒（加热工况）。饱和蒸汽按等温冷凝处理（出口温度 = 饱和温度），热负荷按汽化潜热计，壳程膜系数改用 Nusselt 水平管束膜状冷凝关联式；蒸汽工况壳程压降以冷凝液排出为主，本地基线不做估算。切换工况会套用该工况的典型进出口温度与流量，物性请按新工况的两侧平均温度复核。
切换流体时自动填入该介质代表温度下的典型物性（水 ≈50 ℃、冷冻水 ≈7 ℃、冷却塔水 ≈32 ℃、乙二醇 30 % ≈20 ℃、饱和蒸汽填冷凝液膜物性），请按实际工况温度复核。
压缩空气按常压 25 ℃ 干空气物性自动填入（ρ = 1.18 kg/m³、Cp = 1.005 kJ/(kg·K)、μ = 0.0185 mPa·s、k = 0.0262 W/(m·K)）；带压气体物性差异很大，请按 ρ ∝ p 换算（如 0.7 MPa 表压约 9.3 kg/m³）后使用。
B · 结构参数管束、壳体与折流板
管束
壳体
折流板
材质
金属导热系数按常用手册参考值自动带入（316L 16.3 / 304 16.2 / 钛 16.4 / 2205 19.0 W·m⁻¹·K⁻¹），可手工改。
流程型式与接管
流程型式决定对数平均温差：逆流按「热进−冷出 / 热出−冷进」，顺流按「热进−冷进 / 热出−冷出」，同样进出口温度下逆流的 LMTD 更大、所需面积更小。接管标准：管程按 ASME BPE 卫生级 OD 系列（1/2″–4″）；壳程可选 DN（EN 10220 系列Ⅰ不锈钢常用壁厚）或 3A 卫生级。三者都按「外径 − 2×壁厚」换算成内径，三维视图与流速折算一律用内径，壁厚只作外形参考；接管内径需与两侧允许压降对应的流速匹配。
C · 污垢热阻清洁系数与长期运行余量
缺省值参照 TEMA 常用污垢系数（管侧约 0.0001、壳侧约 0.00017 m²·K/W，即水-水系统常见量级）。CIP 在线清洗良好时可下调，长期运行建议保留余量。
三维结构视图
按住左键拖动旋转 · 滚轮缩放 · 双击复位。管束根数与排布、折流板数量与间距、两侧接管尺寸均随左侧参数实时重建；端视（左视 / 右视）可看清管束排布。
列管式换热器示意：壳体（半透明）内为管束与折流板，两端为管板（按固定简化画法绘制，不作为输入参数），壳程与管程接管尺寸随参数变化。换热计算取单管周期楔形单元，两侧以周期边界代表整个管束。三维按外径绘制金属轮廓；管板与折流板端面均按每根穿过的管子开孔，折流板在缺口一侧不落孔。
公式法基线（本地即时估算）
黄色 = 核心读数（热负荷 Q） 红色 = 超限：所需面积 > 实际管外面积，或压降 > 允许值 绿色 = 面积裕量 ≥ 1（面积满足）
基线按经典关联式估算：管程层流取常壁温 Nu = 3.66、过渡区取 Gnielinski 式、湍流区取 Dittus–Boelter（Nu = 0.023·Re⁰·⁸·Pr⁰·⁴），三段之间平滑衔接（原为硬切换，会产生阶跃）；壳程 Kern 法、两侧污垢热阻与管壁导热串联，压降按 Darcy–Weisbach / Kern。它是数量级参考，与 HTRI 类公式法同级。
实际管外面积 Aₒ = N·π·dₒ·L，只随管数、有效长度与管外径变化；壳体、折流板与接管不改变换热面积（它们影响的是壳程流通面积与传热系数）。所需面积 A_req = Q / (U·ΔT_lm)。注意：增加管数在抬高 Aₒ 的同时会降低管内流速与 h_i，U 随之下降，A_req 也上升；加长管束只抬高 Aₒ、基本不改变 A_req。够不够用请以裕量 Aₒ / A_req 判断。A_req 是随当前结构反算出的「靶子」，不是被工况钉死的设计输入。
适用边界与说明