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。目前，油田三次采油中大量应用新型聚合物，导致管壳式换热器结垢明显增多，造成换热热阻增加、换热性能降低；并且，污垢中腐蚀性介质腐蚀金属管壁，导致其穿孔，即形成管壳式换热器泄漏、致使物料污染。快速有效识别管壳式换热器结垢和泄漏故障是缩短维修周期、降低更换换热管件的基本保障，而管壳式换热器结垢和泄漏的传热特性是开发相关技术的关键所在。获取管壳式换热器结垢和泄漏的传热特性，对基于热工参数检测管壳式换热器的结垢和泄漏的相关技术发展具有重要意义。本文以管壳式换热器结垢和泄漏的传热特性为研宄目标，对管壳式换热器结垢及泄漏模型、求解方法，管壳式换热器结垢及泄漏预测模型，现场试验方法进行了研宄。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。

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。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。(3)研究泄漏口位置沿换热器管长方向变化对管壳式换热器流动传热性能的影响规律。

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。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。

建立了一种复杂的数学模型，用于预测套管式换热器内流体的流动及传热特性的数学模型，包括计算流体力学模型和计算传热学模型。其中，计算传热学模型中的瑞流扩散系数是利用温度方差和温度方差耗散率来求解，而不是利用通常采用的数假设值或实验测定值来求解。分析换热器的物理模型，对模型进行适当的简化，分别对换热器的管侧和壳侧的温度场进行分析，研宄传热管束内部的传热过程，同时分析换热器壳侧不同位置处的换热情况。对换热器的出口平均温度进行分析，分析出口平均温度与设计温度之间的误差，评价换热器的换热性能。砂子体积分布的位置选取结果为沿换热器管长方向的四个截面，其中，z=-0。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。