在管壳式换热器中,折流板的间距和缺口高度对于换热器的性能有着重要的影响。随着人们节能意识和节能要求的不断提高,作为能量交换设备的换热器,其性能的提高就成为了换热器设计研究的重要问题,本工作致力于折流板间距和折流板缺口高度的优化设计。本文采用了数值模拟的方法对供热系统中的一个换热器的流体流动和换热进行了研究,得了很好的可视化的流动和换热图,对分析流动和换热起到了很好的效果。为了实现换热器的优化设计,首先需要选择一个换热器的性能评价标准,本文通过对最小熵产法的分析,发现在所计算的换热器中,有限温差换热和压力损失所引起的两种不可逆耗散严重失衡,通过对其物理意义的分析,本文对熵产的应用范围提出了自己的观点。同时,对场协同原理也做了简单地分析,给出了其不适用于本文的换热器评价的原因。然后,结合前人对JF因子的应用,文章说明了其作为评价准则的理由。本文首先对换热器的折流板间距进行了分析,得到了当折流板的间距改变时,壳侧流动的变化情况,换热情况和压力变化情况,重点分析了折流板缺口处和错流流动段流体压力损失的变化情况。最后根据JF因子的大小,得到了当折流板间距变化时的最佳的折流板间距。然后,用类似的过程分析了折流板缺口高度对于换热器性能的影响,并得到了一个最佳的折流板缺口高度。本文还研究了将折流板间距和缺口高度同时作为设计参数的换热器优化设计问题,得到了折流板间距变化时,最佳折流板的缺口高度变化的情况,并将不同间距下的最佳值拟合成了一条优化的曲线。本文在最后的部分分析了壳侧的流量变化对于折流板设计的影响,也分析了污垢热阻对于换热器的性能的影响。