换热器是冷热流体进行热量传递的设备,广泛应用于石油、化工等工业领域中。管壳式换热器由于结构简单,设计制造工艺成熟,安全性比较高以及适用性比较广等特点,成为石油化工领域中最常用的换热器结构型式。因此,开展管壳式换热器壳侧流体流场流动特性的研究对改善换热器传热过程、提高效率、降低能耗具有重要的现实意义。本文以大型管壳式换热器为研究对象,分别对单弓形、双弓形和圆环-盘式三种折流板型式的换热器的壳侧流体流动进行数值模拟,同时分析了提高模拟准确度的途径。首先,分析大型管壳式换热器的壳侧结构,建立壳侧几何模型。受到微机容量的限制,创造性的提出了将模型分段的方法进行分段数值模拟。对于单弓形折流板的壳侧模型,运用标准k -ε模型、壁面函数法和SIMPLE算法对模型壳侧流动进行了数值模拟。结果表明:折流板缺口尺寸越大,在折流板的前面和背面产生流体滞留的区域越大,但壳程的总压降越小;不同换热管排列方式下,管排为正三角形排列的壳侧模型压降最大。同理,对双弓形和圆环-盘式的壳侧模型分别进行了三维数值模拟,表明了两种折流板型式的使用,很好的减小了模型壳程中流动死角;换热管排列方式为正三角形排列时,壳程的压降也最大。对比分析了三种折流板型式的壳侧模型的流场特性,结果表明:单弓形折流板的壳侧模型的流场存在不同大小的流动死角区域,壳程压降大;双弓形和圆环-盘式折流板的壳侧模型的流场特性比单弓形折流板的要好,壳程压降也小,其中双弓形折流板的壳侧模型的压降最小。