对管壳式换热器强化管外传热进行了数值模拟研宄，提出并分析了一种新型的传热强化元件——旋流片作为管壳式换热器管隙间支撑物的传热强化机理。在实验基础上，采用周期性单元流道模型数值模拟了旋流片产生的衰减性自旋流的流动和传热特性，并采用分段综合因子分析了传热强化的机理。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。结果显示，旋流片能起到扰流作用，并使流体强烈地冲刷传热管壁面强化传热。

有旋流片段的综合因子，尾流段的综合因子接近于，在自旋流段的综合因子，应当充分利用自旋流段低阻的特点对换热器进行优化。对复合波纹板片的板式换热器的换热阻力特性进行了数值模拟研究，采用非结构化网格，分别选用层流和瑞流模型，数值计算得到复合波纹型板式换热器内部的速度场，以及复合波纹型板式换热器在不同数范围内的换热准则方程式和摩擦系数关系式，证明了用数值计算方法研究复合波纹型板式换热器流动与换热性能的可行性。在对换热器结构进行建模时，考虑换热器入日和出口部分对于一换热器壳程整体流动特性的影响。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。

水冷式冷凝器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。瑞流模型对壳程流体流动与传热进行了数值研究，分析了三叶孔板换热器壳程流动与传热特性。目前，原稳站管壳式换热器运行效果多人为经验判断，不能及时准确地对运行效果、存在问题进行诊断。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。在支撑板附近，流体流速变大，形成射流，并且由于支撑板阻挡，在支撑板前面和尾部产生二次流，能有效冲刷管壁，减薄流动边界层，起到强化传热作用。

采用的模型为大庆油田***原稳站生产用油一油管壳式换热器，内部流通介质为，内部含有细沙等杂质，这些杂质也是导致换热器内部结垢的主要因素。对于管壳式换热器，换热管直径相对很小，数量众多，容易发生堵塞和结垢，而且对换热管的清洗和更换十分困难，管壳式换热器管程内部的流通介质为比较清洁的流体。油油管壳式换热器运行一段时间后，壳程侧表面会形成表面污塘层，由以上分析可知，认为其为均构。综合油一油管壳式换热器此特点，本课题着重研究换热器壳程侧的结垢。 

根据大庆油田***原稳站油一油管壳式换热器实体结构尺寸，该换热器内部结构极为复杂，折流板、换热管数量众多，换热管直径0.032m，壳程直径1.4m，换热器长度为1 Om。由于此模型的物理过程存在相变，导致模拟变得更加复杂，因而计算中采用了简单的各向同性假设和一方程模型，并将其与试验结果进行对比，结果吻合较好。换热器体积巨大，换热管直径与换热器长度的比值小，利用CFD前处理软件对其进行网格处理困难，网格数量太多，对计算机配置的要求非常高。

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。(1)建模时保留了折流板，考虑折流板对壳程流体流动和传热的影响。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。