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。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。

蒸发式冷凝器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。(1)基于进出口动态参数，建立管壳式换热器结垢厚度和泄漏量的理论评价模型，给出评价模型的求解方式。

换热器作为油气矿场初加工装置主要的传热设备，换热器运行情况的好坏，直接影响装置的运行效率。由于受到检修周期及有效检测手段的限制，换热器在运行过程缺乏对运行状态的准确把握，换热器不良运行状态以及运行故障主要有以下几种情况：压降增大：造成原因主要包括：介质不洁净或颗粒杂物太多，使板片或管束结塘或流道堵塞；受存在的非凝聚气体影响；此外还和流体的流动速度有关，介质粘性越强、循环（流动）越慢，则压降越大。介质内漏：换热设备内的两种介质由于某种原因造成高压侧介质向低压侧渗漏。换热器由于处于受压力、介质腐烛性、流动磨烛，尤其是固定管板换热器，还有温差应力，管板与换热管连接处极易泄漏，导致换热器内漏。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。还有很多管壳式和板式换热器经常发生渗漏，尤其是介质为循环水或水和高温油类的碳钢换热器，泄漏频繁，给生产带来极大的安全隐患。泄漏：造成此原因多为密封塾片老化或者密封垫片材质选用不适，也可能是各夹紧螺杆的螺母松脱以及一些腐蚀性、氧化性很强旳物料长时间冲刷所至。结据：由于换热器长期使用，在热交换表面形成一定厚度的污塘或水据，增大了热阻，从而降低了换热器的传热效率。

换热器流动传热性能模拟和等人釆用多孔介质模型对液态金属换热器和蒸汽发生器进行了数值模拟计算，并将得到的结果与试验结果进行对比。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。潍坊誉金机械对原稳站油行山管壳式换热器实体模型进行简化建模，同时兼顾课题研究的准确性和经济性。采用多孔介质模型，对电厂蒸汽冷凝器的工作特性进行了数值模拟计算。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。

N Jiang和J Li对螺旋管式换热器的压力降进行了数值模拟研究。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。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。Kotcioglu i和Nasiri KM等人应用理想换热器模型进行数值模拟研究，使用修改后的k-‘湍流模型，得到矩形通道板翅纵向打断、放大和收缩时的温度、速度和压力分布图。

潍坊誉金机械对原稳站油行山管壳式换热器实体模型进行简化建模，同时兼顾课题研究的准确性和经济性。      

(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。      

(2)对于传热管壁和折流板的处理采用了FLUEN丁中的薄壁模型，在后续的边界条件设置时可以设定一个给定的壁厚，这样减少了网格数量。      

(3)管束的_l几封头和下封头没有参与整个换热器的传热和流动，不影响数值计算的结果，因此在建模时将上封头和下封头进行简化处理。    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。通过对模拟结果的分析可知，研究的自然循环换热器能及时有效排出堆芯余热，虽然模拟值和设计值之间有一定误差，但是误差很小不影响对换热器模拟结果的分析。由于单弓形折流板管壳式换热器是复杂几何体，网格划分需要采用分块划分的方法，将整个模型划分成入口段、出口段和壳程三部分，进行网格划分。网格为非结构化网格，采用划分的四面体和金字塔网格。