文献综述 1课题背景 固定管板式换热器是一种常用的换热设备，它的应用几乎涉及到所有的工业领域，而且其类型、结构和使用范围还在不断发展[1]。

改善换热器的结构以促使提高其换热性能，这对于节约能源、降低能耗、减少产品成本都有非常重要的现实意义。

工业领域对换热器不断提出更多的要求，使得相关领域的研究人员对换热器的性能改进的关注程度也日益增加。

以往单一的通过实验研究改进换热器的方法已显得效率低下，难以满足工业迅速发展的需求[2]。

而运用计算机、数学模型和计算流体力学原理知识来进行实用性更强、计算效果更加准确的换热器壳程流场模拟已越来越得到认可和关注[3]。

本课题以固定板管壳式换热器作为研究对象，建立几何模型，并用FLUENT软件对其壳程流体的流动和传热进行三维数值模拟，研究壳程流体的流动与传热特性，以期对管壳式换热器的设计及优化进行有益的探索。

2相关研究 刘敏珊等[4]研究了折流板换热器导流结构对多目标优化强化传热的影响，改善了流体均匀性的设计。

张建文等[5]研究了流体分配不均匀性对换热效率的影响。

郭红星等[6]用 CFD软件模拟了搅拌罐内流场均匀性，优化了设计。

程海鹰等[7]采用标准型研究了沥青发泡腔主要结构参数对腔内流场的影响．优化了夹套式变截面导流筒换热器外导流筒的设计．李平等[8]用 CFD 软件模拟了高压加热蒸汽进入冷却段壳体内部对流体均匀性的影响．Yuan 等[9]模拟 了 板翅式换热器两相流分布性能以改善入口流体分布，提高换热效率．梅娜等人[10]用FLUENT软件对螺旋折流片式换热器的壳程进行了流场、温度场的数值模拟，结果表明螺旋折流片促进了近壁区流体和主区流体的质量传递和动量传递，较好地实现了强化传热的效果；刘敏珊等人[11]依据多孔介质计算模型和运用阻力经验公式，用FLUENT软件对单弓形折流板式换热器进行了壳程流场的三维数值模拟，并针对换热器存在的问题，提出了壳程流场的改进方案。