换热器是油田化工和其他许多工业部门广泛应用的一种通用工艺设备，其中管壳式换热器在石油化工行业中应用尤为广泛。而管壳式换热器成本较高，其热工性能决定着后期运行成本。为此，国内外众多学者对其流动传热进行了大量的研究。大庆油田拥有大量的管壳式换热器，其性能直接影响的处理过程和油田节能减排的落实程度，而随着含水率增加，换热器结据率明显，易造成其壁面的结塘甚至堵塞，并且由于污拒会对换热器材料腐蚀，容易导致壁面穿孔造成物料泄漏和损失，甚至产生隐患。为消除换热器结据和泄漏造成的损失，油田管理部门每年都对换热器进行清洗、堵漏作业，但目前尚无有效手段快速地评价换热器的结塘和泄漏情况，导致需要针对每一台换热器进行处理，造成管理成本的增加。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。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。

一种管壳式换热器壳程单相流动和传热的三维模拟方法，用体积多孔度、表面渗透度、分布阻力和分布热源来考虑壳程复杂几何结构造成的流道缩小和流动阻力、传热效应，通过数值求解平均的流体质量、动量、能量守恒方程，得到壳程流动和换热的分布。对上述提到的三维数值模拟方法也有过类似的研究。   实验方法研究了空气在具有3种不同管径19,25. 32mm的波纹管内的流动与换热特性。管外壁采用电加热，来模拟均匀热流条件，测得了不同工况下各种管径的平均对流换热系数和阻力系数，拟合出了所测的参数范围内的阻力和换热实验关联式，并比较了相同管径的波纹管和光管的换热效果。在折流板逆向换热器壳程内介质流动方向的背部，固体砂的速度矢晕值，人约为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。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。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。壳程为四面体网格，管程及壳程进出口管为六面体网格，终网格数量为I,952,621个。

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。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，MonteiroDB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。

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，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。以实验装置中的3处壁温、污管的出入口温度、污管中流体的流速和污管热阻为输入，建立基于径向基***网络的污垢预测模型，对筛选出的160组数据进行预测，与BP网络相比，该网络预测污垢热阻的收敛速度和精度都优于BP网络。