本课题主要研究原稳站用油油管壳式换热器的三维数值模拟，换热器以含砂作为内部换热介质，考虑换热面结垢和泄漏的影响，建立管壳式换热器结垢和泄漏的传热模型，借助软件对换热器温度场、流场分布进行模拟，分析结垢厚度、泄漏口尺寸、泄漏口位置、泄漏口数量对换热器传热性能的影响，创新点如下：基于流体力学和传热学的流动和传热基本公式，建立了管壳式换热器结垢和泄漏的理论预测数学模型，运用此模型解决了管壳式换热器结垢及泄漏的理论预测分析。而管壳式换热器的流动传热特性是评价其结塘、池漏的关键，也是进行有效预测的前提条件。

冷凝器厂家主要研究内容包括以下三部分：管壁污垢对管壳式换热器流动传热性能的影响规律研宄；换热面泄漏对管壳式换热器流动传热性能的影响规律研究；基于管壳式换热器进出口动态参数一温度、压力等，对管壳式换热器内部故障进行诊断评价研宄。本课题结合大庆油田***某大队原稳站用管壳式换热器的运行特点，针对含砂油含砂油换热器这一特殊介质，借助软件，在充分利用已有基本理论和研宄成果的基础上，对管壳式换热器结垢和泄漏进行了流动传热的数值模拟，分析结垢和泄漏对换热器流动传热性响，研宄结论对利用换热器热工参数检测管壁结垢和泄漏具有一定的理论用。冷凝器厂家采用有限体积法计算模拟流动传热过程的基本理论和方法，揭示了三叶孔板换热器壳侧传热强化的物理机制，数值模拟还表明在本次研究范围之内，改变三叶孔板板距对壳侧强化传热速率影响不明显，但对流动阻力和综合性能的影响较大。

De BF和Catalano LA等人近提出一个新型沉浸粒子换热器，它使用非常小的固体颗粒作为中间媒介来执行两个气体在不同的温度之间流动的热传导，开发了一种一维模型的理论计算换热管长度，确保规定的热交换和评价粒子特性的影响;提供了一个数值程序设计优化热交换器的其他几何参数，比如直径和角度的入口和出口管道和粒子注入模式。对换热器壳侧的速度场进行研究，分析换热器的结构对自然循环的影响，并提出相关的意见对换热器进行优化分析。对用于火力发电厂的换热器，换热温度通常提供高于8000C，为了满足这一条件，热交换器应该选区特殊的材料一一陶瓷，Monteiro DB等人门用CFD模拟来评估雷诺数在500到1500之间时传热因子和摩擦因子，比较了模拟结果与实验数据。

国内外己有的研究，对于管壳式换热器内漏问题的数值模拟研究相对较少。通过对换热器工况进行模拟计算，分析了泄漏情况下换热器温度参数的变化情况，在此基础上提出了通过分析换热器管程和壳程温度变化来判断换热器泄漏及泄漏程度的方法。四种针对换热器焊缝泄漏的检漏技术，分别为:碳黑一煤油渗透法、荧光检验法、着色探伤法、石灰一煤油渗透法，相比较而言，碳黑一煤油渗透法比传统的检漏方法具有简便、快捷、费用低等优点，对贯穿性缺陷的焊缝检查速度快，效果好。Ozkaya和Aradag等人[4]利用CFD软件数值模拟研究了V字形密封板式换热器的流动传热特性，模拟不同进出口温度和质量流率的工况，得到了换热器冷端和热端的出口温度和压降，基于实验数据，分析了不同努塞尔数和摩擦系数的相关性。系统中的热媒/水换热器容易出现水质不合格、操作不当而引起管道水击、水流速度过低以及垢下腐蚀等并终导致泄漏。并针对各导致泄漏的原因给出了相应的解决措施。

西安交通大学采用逐步放开流路的方法，应用空气一水两相混合物研究了泄漏与旁路对壳侧流型及流型转变特性的影响。分析了换热器内部不同介质泄漏的判断方法，并提出了针对换热器不同泄漏介质的性质来确定检漏方法。管壳式换热器运行过程中的速度矢量分布，在换热器运行过程中，换热器壳程入口段的速度矢量值在0。国内外己有的研究，对于管壳式换热器内漏问题的数值模拟研究相对较少。

对于管壳式换热器的流动传热特性，综合以上，将己有的研究分为三部分:    

(1)利用FLUENT数值模拟软件对管壳式换热器进行数值模拟，得到了符合实际的换热器流动传热性能;    

(2)通过分析泄漏情况下换热器温度参数的变化情况，提出了通过分析换热器管程和壳程进出口温度变化来判断换热器是否泄漏的方法;侧重分析其泄漏时壳程的流体流动的流型。     

(3)运用热力学能耗分析法，分析管壳式换热器中污垢的厚度对换热强度、流动压降及其有效能损失的影响。国内外己有的研究，对于管壳式换热器内漏问题的数值模拟研究相对较少。    国内外己有的研究，缺乏对管壳式换热器管程流体流动传热的数值模拟研究，并且在换热器的实际生产运行过程中，对换热器当前运行效果的诊断分析不明确。