管式反应器为化学工业中最常用反应器类型之一。反应器内部流体的流动、传热、传质和化学反应等物理过程的研究是该型反应器设计的重要环节。近年来,随着计算机与科学计算的发展,数值模拟已成为开展这类研究强有力的工具之一。由于绝大多数管式反应器中的流体流动可视作不可压缩流,因而管式反应器数值模拟的实质就在于求解反应器内不可压缩流各控制方程。分离式压力耦合算法为求解不可压缩流Navier-Stokes方程最高效、应用最广泛的方法之一。其中,更以压力修正方法(如SIMPLE系列算法)和分步式算法(如Projection算法)最为有名。本文针对这两种算法现存的一些问题展开了研究,以促进方法的完善和实际应用。从面向对象的编程理念出发,本文开发了基于三角形网格SIMPLE算法的计算机程序,并以若干经典算例验证了程序的可靠性,为算法的进一步研究和化工应用提供计算平台。对无压Projection算法法向中间速度边界条件展开了研究,考察其对计算精度的影响。这对该算法理论的完善和实际应用均有显著意义。本文还就加速离散方程迭代求解速度的块修正技术进行了研究,考察其在管式反应器模拟中的数值特性。经研究发现:采用ADI-TDMA算法求解离散方程时辅以块修正技术可大幅提高边界条件向反应器中心的传递速度,从而起到加速迭代收敛的作用;基于管式反应器求解区域的几何特征,轴向块修正不起作用,径向块修正则可加速非线性问题的全局收敛进程,并且这种作用完全通过加速压力修正方程而体现出来。此外,本文采用二维圆柱轴对称坐标下交错网格上的SIMPLE算法分别对环氧乙烷水合反应器和乙烷裂解炉炉管进行了数值模拟。控制方程离散采用有限体积法,为了获得不低于二阶的计算精度,对流项采用QUICK格式,扩散项则采用中心差分格式。根据文献中提供的动力学模型计算了组分输运方程和能量方程源项。湍流的模拟则是采用k-ε模型,并以壁面函数法进行近壁面处理。通过与文献提供的实验、工业数据相比对,证明数值模拟所得结果与实际情况吻合良好。此外,在乙烷裂解炉炉管的模拟过程中发现:块修正技术的引入使压力产生震荡,这就要求状态方程的求解需采取一定策略方能保证迭代不会发散,只有这样才能最终起到加速收敛的作用。