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。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。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。

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。网格过多，一方面会严重消耗计算机资源，另一方面大量的数值耗散积累会影响计算结果的正确性。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。

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。后面两套网格计算结果相差小于60%综合考虑计算精度与计算花费，选取第二套网格:终网格数量为1,952,621个。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。

基于进出口动态参数的管壳式换热器内部故障诊断预测研究。      

(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;    

(2)基于***某大队管壳式换热器运行过程中的进出口动态参数，分析换热器内部运行状况，利用管壳式换热器结垢和泄漏的理论预测模型进吝分析，给出预测模型应用误差。    油田原稳站油一油管壳式换热器内部结构复杂，结构尺寸大，采用数值模拟研究时，对计算机配置要求较高，采用CFD前处理软件很难对现场实际模型进行网格划分，为便于研究分析，本课题在研究的过程中，对现场实际换热器进行模型简化处理。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。    

本文主要研究管壁污垢对管壳式换热器流动传热性能的影响规律。考虑管壁污垢传热的影响，将污垢当量到管壳式换热器的换热管壁，建立管壳式换热器的三维流动传热模型。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。在此基础上，建立了管壳式换热器内两相流(油一砂)数学模型一混合模型，包括质量守恒方程、混合模型的动量方程、第二相的体积分数方程、相对(滑流)速度和漂移速度方程，采用有限体积法离散模型，使用稳态、隐式、分离式求***，基于交错网格的SIMPLE算法解决速度压力藕合问题，研究中砂对换热器壳程流场的影响，并分析结垢厚度对管壳式换热器管程、壳程出口温度和传热系数等参数的影响。