国外研究情况从上个世纪70年代，国外著名学者S。V。Patankar和D。B。Spalding，首先应用了计算流体力学，来对管壳式换热器进行数值模拟分析,把壳程看作多孔介质,同时引入了分布阻力的概念。他们用一个主截面为矩形的单弓形折流板换热器，以此来作为研究对象,采用了有限差分法，把求解的方程以及边界条件，初始条件，离散成为了代数方程式,得到流场和温度场的数值解。他们尽管没能够准确的，有效的分析出各个局部细节的温度场和流场,但是对于壳程流体总的流动趋势，依然得出了一些有用的结果。83516

后来W。T。Sha等人，在S。V。Patankar和D。B。Spalding研究方法的基础上,提出了管束多空度，它是各向异性的观点,引入了表面渗透度概念,把分布阻力、容积多孔度，和表面渗透度以及黏性力项应用到了换热器壳程的数值模拟当中[10]。他成功的应用了这个模型，对某蒸汽发生器的壳程，做了二维数值模拟研究,并且通过实验加以验证。论文网

加拿大学者C。Zhang，通过对蒸汽和液体的质量守恒方程，动量守恒，以及空气质量分数守恒方程，对电厂中的冷凝器，进行了两相流流动和传热的准三维数值模拟研究,同时利用了一系列的二维计算，来补偿由于冷却水温差造成的三维效果。得到的求解结果，同实验数据误差比较小,吻合度较好。C。Zhang还尝试了其他类型的湍流流动模型，用来对换热器进行了数值模拟,也得到了精度比较高的数值解。

2国内研究情况

近年来，我国发展不锈钢铜合金复合材料，铝镁合金以及碳化硅等非金属材料等方面都有不同程度的进展，这其中尤以钛合金材料发展比较快[11]。钛对海水、氯碱、醋酸，它们都有比较好的抗腐蚀能力，如果在强化传热，效果将会变得更好。目前一些制造单位，掌握了钛材的加工和制造等相关技术。对于材料的喷涂技术，我国已经从国外引进了多条生产线。铝镁合金具有较高的抗腐蚀性能，和导热性能，价格也比钛材便宜。近年来国内在节能增效等诸多方面，对换热器性能进行改进，在提高传热效率，减少传热面积降低压降，提高装置热强度等方面，也取得了非常显著的成果。

与此同时，国内也有很多学者，他们在国外的数值模拟研究基础上,开始了对换热设备的数值模拟。谢永红通过引入多孔介质和分布阻力的概念，建立紧凑换热器多孔模型，提出建立此模型的基本前提和方法。[12]。邓斌、陶文铨等针对管壳式换热器，基于各向异性多孔介质和分布阻力,采取了修正的k-ε湍流模型，壁面函数法来进行分析,利用了全三维、交错网格和全隐式的算法，对换热器壳侧的流体流动，传热的情况进行了数值模拟,尤其是对壳侧的湍流流动，进行了流场分析,计算结果同实验数据吻合。王定标、董其伍在研究纵流壳程换热器,提出了借助计算机软件，用以进行数值模拟的方法，弥补实验研究方式的条件限制，费用高，测量误差等的不足的地方,他们利用数值模拟方式，研究了纵流壳程换热器内部结构的变化，它对流体流动和传热的变化关系,在层流状态下,用最小二乘法,得到了壳侧流体传热和流动的方程式。解衡、高祖瑛运用了多孔介质的方法，用计算机软件对换热器进行了流场三维模拟研究,同时利用体检穿透率、表面穿透率和分布阻力来描述换热管管束,通过模拟实验工况进行实验验证,并尝试用于计算低温供热堆主换热器的内部流场。黄兴华、王启杰使用体积多孔度、表面渗透度、分布阻力和分布热源来解决壳程流体的流动阻力和传热效应,用修正的k-ε湍流模型管壳式换热器壳侧无相变流体流场进行了三维数值模拟研究,得到了壳侧流场中的参量分布,计算结果与实验数据吻合