管壳式换热器是广泛应用于石油、化工、动力等众多工业领域的重要热交换设备,合理的对管壳式换热器进行设计不仅可以改善换热器性能,提高工业生产效率和经济效益,同时可以降低能耗和节约金属资源损耗。因此对管壳式换热器工艺设计方法进行详细合理的研究,具有重大的学术价值和工程应用意义。本文以管壳式换热器(弓形折流板换热器)为研究对象,依据国内外最新文献资料,综合考虑了各种设计方法的优缺点,最后采用分段设计方法进行工艺设计。该方法根据管壳式换热器内部结构型式,将换热器分成若干相互关联的若干分段单元,基于各单元的物性参数,运用修正后的设计方法进行设计计算,得到详细的传热系数与压降结果。同时运用工业设计HTRI软件进行进一步的验证比较,管程传热与压降误差小于0.1%,壳程传热系数和压降误差小于10%,表明分段设计方法是有效可行的。本文同时通过建立简化的三维管壳式换热器实体模型,对传热与流动十分复杂的管壳式换热器壳程,采用商用CFD软件Fluent进行了详细的数值模拟研究,数值模拟分析结果表明分段设计方法是有效可行的。