高效节能纵流壳程换热器的进一步深入研究,是当前的一个重要课题.该文,鉴于目前换热器研究完全依靠实验费用高、周期长、无法得到信息的不足,探索了采用计算流体力学和计算传热学的数什模拟方法来计算、分析研究纵流壳程换热器.该论文的主要工作成果和创新点如下:1、该文首次实现了考虑纵流壳程换热器三维实际结构的流体流动和传热数值模拟计算.2、该文编制了传热和流体力学数值模拟计算的HEFLOW程序.3、该文应用HEFLOW程序研究了纵流壳程换热器内壳程Re≤2300流体流动和传热的特性,得到了换热器壳程流体的流动场、温度场分布,获得了采用实验方法无法得到的流体流动和传热的细节信息;分析了换热器各结构参数的变化对流体流动和传热的影响关系.4、该文应用HEFLOW程序,通过计算例证明在双对数坐标图上Nu准数及流动阻力降△P均分别与Re数或诸结构几何无因次参量呈直线关系,证明了习用的壳程传热Nu准数的多元幂函数关系式和流动阻力(Eu准数)的多元幂函数关系式成立;从而不依靠实验,由计算、回归分析直接得到了理论计算的纵流壳程换热器壳程传热和流动阻力的无因次准数关系式.5、该文设计、制作了一套验 证HEFLOW程序用于纵流壳程换热器流动场计算结果的冷模实验装置,采用激光多普勒测速仪测量了实验模型壳程内各验证点的流速值.6、该文设计、制作了一套验证HEFLOW程序用于纵流壳程换热器流体流动和传热计算结果的热验装置,在不同流速、不同结构参数下测量了大量实验值,和HEFLOW程序的计算值进行了比较.7、该文探讨了为能在微机上实现大型纵流壳程换热器数值模拟的局部计算简化方法,提出了几何原型周期段迭代计算法和四管模型简化计算法.