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。流经块支撑板后，流体已充分发展，并且随着壳程结构周期性变化，传热与压降也呈现周期性变化。

冷凝器生产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；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。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。

但是由于换热器大多体积庞大，内部结构复杂，模型的网格处理比较复杂，且对计算机的配置要求高，前人的研究分为两种，首先是利用多孔介质模型，或者模拟换热器理想模型。数值模拟与实验方法相比具有如下优点：模拟能力强。计算机模拟技术既能模拟真实条件，又能模拟某些理想化的假定，拓宽了实验研宄的范围，便于分析各种情况下换热器的运行特性，并减少了实验的工作量。数据完整。数值计算可以得出换热器内部的流场、温度场及压力等参数的分布，据此，可以详细分析换热器内管束结构等布置的合理性、换热器的换热情况、换热性能等。经济性好。管壳式换热器作为重要的换热设备，在石油化工生产领域广泛应用，其换热性能对这些领域的工艺流程影响较大。利用计算机软件数值计算的费用远远低于实验研究的费用。周期短。数值模拟所用的时间相对于实验要少，方便从各种参数的匹配组合中快速选择的方案。

运用热力学能耗分析法，分析了管壳式污水换热器中软塘的厚度对换热强度、流动压降及其有效能损失的影响。通过工程实例，揖出了中等流速对系统节能和经济性都有利，而当流速较低时需进行及时除塘。对沉浸式污水换热器的堵塞、结塘和腐烛问题进行了研究，建立了沉浸式污水换热器的传热模型，并通过实验验证了模型的准确性；在污水流量变化的情况下，分别测试了沉浸式换热器在冬、夏季的传热系数。计算机模拟技术既能模拟真实条件，又能模拟某些理想化的假定，拓宽了实验研宄的范围，便于分析各种情况下换热器的运行特性，并减少了实验的工作量。

实测结果表明，采用高密度聚乙稀管的沉浸式污水换热器单位长度的传热量约为100kw搭建板式换热器冷却水污据热阻实验台，测得不同对间、流速和温度下天然循环冷却水（松花江水）中铁离子、氯离子、***总数、值、溶解氧、池度、电导率等水质参数，随机取一组实验的水质参数作为输入变量，建立换热器冷却水污振热阻预测的偏二乘回归模型，对板式换热器的污塘热阻进行预测。年，徐志明、李煌等人对比实验研究了不同工况冷却水入口温度、流速下板式换热器松花江冷却水污拒特性，将污拒热阻与这两种运行参数进行了***关联分析，并就运行参数对其结塘的影响逐一作了机理分析。东北大学的尹俊以乂为开发平台，利用数据库技术，建立了***、幵放、数据共享、运行可靠的传热介质物理性能数据库，并实现了这些数据库的动态查询。。

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0.5m/s;顺着折流板走向，换热器壳程内砂的速度矢量值相比较大，在I m/s至1.4m/s之问变化，在折流板!几方的砂速度;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0.1m/s这是由T一折流板的阻挡作川，降低一r砂的速度当砂粒径较大，质较大时，砂容易在速度降低区域形成砂分沉积。砂粒径0.2mm时，管壳式换热器模拟运行达到稳定的情沉下，换热器壳程内沿换热器管民方向各个截而的砂体积分情况。山于此时管壳式换热器壳程内部流通介质含的砂粒径非常小，为0.2mm的流动能很好的带动砂流动，导致换热器整个砂的体积分布较均匀，整个壳程的含砂量都较小，接近入2类石油。考虑介质在管束间流动各项异性的特点，在分布阻力和体积多孔度的基础上，提出了表面渗透度的概念，将其与试验结果进行对比，取得了理想的结果。