本课题主要研究原稳站用油油管壳式换热器的三维数值模拟，换热器以含砂作为内部换热介质，考虑换热面结垢和泄漏的影响，建立管壳式换热器结垢和泄漏的传热模型，借助软件对换热器温度场、流场分布进行模拟，分析结垢厚度、泄漏口尺寸、泄漏口位置、泄漏口数量对换热器传热性能的影响，创新点如下：基于流体力学和传热学的流动和传热基本公式，建立了管壳式换热器结垢和泄漏的理论预测数学模型，运用此模型解决了管壳式换热器结垢及泄漏的理论预测分析。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。
蒸发冷凝器主要研究内容包括以下三部分：管壁污垢对管壳式换热器流动传热性能的影响规律研宄；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。换热面泄漏对管壳式换热器流动传热性能的影响规律研究；基于管壳式换热器进出口动态参数一温度、压力等，对管壳式换热器内部故障进行诊断评价研宄。本课题结合大庆油田***某大队原稳站用管壳式换热器的运行特点，针对含砂油含砂油换热器这一特殊介质，借助软件，在充分利用已有基本理论和研宄成果的基础上，对管壳式换热器结垢和泄漏进行了流动传热的数值模拟，分析结垢和泄漏对换热器流动传热性响，研宄结论对利用换热器热工参数检测管壁结垢和泄漏具有一定的理论用。
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。基于管壳式换热器进出口动态参数一温度、压力等，对管壳式换热器内部故障进行诊断评价研宄。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。
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。为消除换热器结据和泄漏造成的损失，油田管理部门每年都对换热器进行清洗、堵漏作业，但目前尚无有效手段快速地评价换热器的结塘和泄漏情况，导致需要针对每一台换热器进行处理，造成管理成本的增加。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。
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。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。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。
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。由于换热面污据的存在，增大了换热面的导热热阻，减小了其导热系数，使管壳程的传热系数降低，从而影响了换热器的换热性能。***终导致换热管程出口温度升高，壳程出口温度降低。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。随着污振厚度的增加，换热器的传热系数降低，这是由于污塘的存在，导致了换热面的导热热阻增加，导热系数减小，导致的换热器传热系数降低，换热效率减小。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。这说明：随着换热面结塘厚度旳增加，换热器的传热性能降低。且随着结拒厚度的增加，换热器传热性能的这种降低趋势越发平缓。