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。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。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。
换热器管道的缺陷发生在支撑板附近，已成为铁磁性换热管***监测区域。(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。对换热管道不同缺陷产生的漏磁信号进行了二维模拟，考虑了静态时的支撑板处缺陷深度、缺陷宽度、换热器管道壁厚、检测仪器低速运动，以及缺陷相对于支撑板处在不同的位置对检测仪器输出信号的影响，给出了漏磁场磁感强度随以上参数变化的曲线。对同轴径向热管换热器壳程进行模拟计算，分析烟，速度、温度及局部对流换热系数沿壳程的变化规律，并寻求换热器结构参数优化值。
得到径向热管换热器结构优化参数：横向管距为纵向管距为翅片高度不应高于，翅片间距为。在实验基础上，采用周期性单元流道模型数值模拟了旋流片产生的衰减性自旋流的流动和传热特性，并采用分段综合因子分析了传热强化的机理。对单弓形折流板式换热器的结构进行合理简化，利用参数化建模方法建立了管壳式换热器的参数化模型，将定壁温假设方法与同时考虑壳程和管程流体的两流程祸合计算方法的模拟结果进行对比，结果表明：同时考虑壳侧和管侧流体流动与传热，更有助于揭示换热器局部温度场变化的实际情况，模拟结果与实际情况吻合较好，能够为管壳式换热器结构优化设计提供更好的参考依据。
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。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。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。
在换热器整个壳程，固体砂子的体积分布整体比较均匀，为了数值模拟的方便，本课题忽略大粒径固体砂局部沉积对其浓度分布的影响，将管壳式换热器壳程内部的结垢视为均匀结垢。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。油油管壳式换热器运行一段时间后，壳程侧表面会形成表面污塘层，由以上分析可知，认为其为均构。
本课题着重研究管壳式换热器管壁结据对其传热性能的影响，且在实际生产过程中，中含砂率很低，所以在换热器传热性能的影响研究中忽略了换热器内液固两相流的影响，后续的数值模拟研宄中采用单相流模拟。分析换热器出现沸腾工况下内部蒸汽的流动情况，并根据对模拟结果的研究提出对换热器的改进措施。对于单弓形折流板管壳式换热器不同结据厚度的影响分析，鉴于本文所采用的物理模型特征，换热管当量结坂厚度较小，为保证污据层网格质量，模拟对计算机的要求非常高。而当量均拒只为分析结坂对换热器传热性能的影响，本课题忽略结坂对换热器内部流场的影响，只考虑结塘对换热面传热性能的影响。