一种管壳式换热器壳程单相流动和传热的三维模拟方法，用体积多孔度、表面渗透度、分布阻力和分布热源来考虑壳程复杂几何结构造成的流道缩小和流动阻力、传热效应，通过数值求解平均的流体质量、动量、能量守恒方程，得到壳程流动和换热的分布。对上述提到的三维数值模拟方法也有过类似的研究。 实验方法研究了空气在具有3种不同管径19,25. 32mm的波纹管内的流动与换热特性。管外壁采用电加热，来模拟均匀热流条件，测得了不同工况下各种管径的平均对流换热系数和阻力系数，拟合出了所测的参数范围内的阻力和换热实验关联式，并比较了相同管径的波纹管和光管的换热效果。
单弓形折流板管壳式换热器物理模型复杂，因此选用适应性强的正四面体和金字塔形非结构化网格，使用GAMBIT划分网格。网格的数量直接决定了计算速度和精度。网格过少，将不到流场的流动特性;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。所以进行网格的***性验证时十分必要的。以一个单弓形折流板管壳式换热器模型为例进行网格***性验证。共三套网格:换热器整体均为四面体，终网格数量为1,521,014个;壳程为四面体网格，管程及壳程进出口管为六面体网格，终网格数量为I ,952,621个;由面到体依次画网格，终网格数量为2,175,849个。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。
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。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。