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。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。誉金机械运用CFD数值模拟方法，借助FLUENT数值模拟软件对管壳式换热器的三维模型进行模拟，通过对换热器结垢和泄漏时的速度场、温度场等分析，得出泄漏和结垢对换热器流动传热性能的影响，为下一步利用热工参数评价换热器结垢和泄漏提供理论依据。

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。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。采用单相水为工质，对扁管壳式换热器进行了大量的实验研究，分析管程流量，壳程流量等因素对其传热和阻力性能的影响。

对于管壳式换热器的流动传热特性，综合以上，将己有的研究分为三部分:    

(1)利用FLUENT数值模拟软件对管壳式换热器进行数值模拟，得到了符合实际的换热器流动传热性能;    

(2)通过分析泄漏情况下换热器温度参数的变化情况，提出了通过分析换热器管程和壳程进出口温度变化来判断换热器是否泄漏的方法;侧重分析其泄漏时壳程的流体流动的流型。     

(3)运用热力学能耗分析法，分析管壳式换热器中污垢的厚度对换热强度、流动压降及其有效能损失的影响。    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。在本课题中，根据大庆油田***产量，原稳站管壳式换热器壳程入口速度在之间，根据物性和模型尺寸，计算得出换热器壳程的雷诺数之间，所以换热器壳程内部流动为层流，多相流模型选为混合模型，混合物模型可用于两相流或多相流（流体或颗粒）。

誉金机械运用CFD数值模拟方法，借助FLUENT数值模拟软件对管壳式换热器的三维模型进行模拟，通过对换热器结垢和泄漏时的速度场、温度场等分析，得出泄漏和结垢对换热器流动传热性能的影响，为下一步利用热工参数评价换热器结垢和泄漏提供理论依据。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。主要内容如下:    

1.管壁污垢对管壳式换热器流动传热性能的影响规律研究。    

(1)考虑管壁污垢传热的影响，建立管壳式换热器的三维流动传热模型;

(2)研究油田原稳站用油一油管壳式换热器运行过程中，含砂对换热器壳程流场分布的影响，研究壳程流场内的含砂量分布情况;     

(3)研究结垢厚度对管壳式换热器流动传热性能的影响规律。

2.管壳式换热器内部换热面泄漏对换热器流动传热性能的影响规律研究。      

(1)建立管壳式换热器换热面泄漏的三维流动传热物理模型:    

(2)研究泄漏口尺寸对管壳式换热器流动传热性能的影响规律;    

(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;      

(4)研究泄漏口所在换热管沿换热器管径方向变化对管壳式换热器流动传热性能的影响规律;    

(5)研究泄漏口数量对管壳式换热器流动传热性能的影响规律。

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。采用换热器的传热系数作为换热器换热效果的评价标准，以此来对比各组结坂工况的换热器传热性能。    

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。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。随着结塘厚度的增加，换热器管程出口温度升高，壳程出口温度降低。