换热器广泛应用于化工、石油、电力及能源等工业领域.该文以常用的管壳式换热器(包括弓形折流板、螺旋折流板、以及翅片管束式)和板翅式换热器作为研究对象,对管壳式换热器壳侧三维流动和换热进行了数值模拟和部分实验研究,对多股流板翅式换热器进行了通道排列以及微分算法的研究.首先,该文对三维圆柱坐标系中采用多孔介质与分布阻力模型时换热器壳侧流动与换热控制方程进行了比较详细的推导,使分布阻力项及多孔介质特性参数的引入更加合理.开发了能自动计算多孔介质特性参数(包括容积多孔度以及表面渗透率)的计算程序,这为管壳式换热器数值模拟打下了基础.对弓形折流板的管壳式换热器,开发了与上述物理模型相应的计算程序,纳入了计算多孔介质湍流流动的κ-ε湍流模型,并进行了流动阻力的实验研究,运用κ-ε模型、壁面函数法,多孔介质模型以及阶梯型逼近技术首次对螺旋折流板型管壳式换热器成功地进行三维流动数值模拟,经与换热器冷态试验相验证,数值计算结果与实验符合良好,数值模拟结果与实验值之间的最大偏差为18％.提出了运用修正的多孔介质和分布阻力模型对壳侧为翅片管束的壳管式换热器壳侧速度场与温度场进行三维数值模拟的方法.得出了壳侧进出口压降,温差以及管侧进出口温差,换热量随壳侧Re变化的特性曲线.在板翅式换热器的研究方面,对多股流板翅式换热器冷热流体的通道排列提出了一种新的排列方式(两步法),同时对原有的微分计算模型改进了节点编号方式,使控制方程组由五对角阵转化为三对角阵,从而可以方便地用TDMA算法求解.通过算例考核,计算结果良好,为板翅式换热器的工业设计和应用提供了参考和依据.