管壳式换热器工程设计论文.
管壳式换热器毕业设计
管壳式换热器毕业设计管壳式换热器毕业设计换热器是工业生产中常用的设备，用于传递热量。
而管壳式换热器是其中一种常见的类型。
在我的毕业设计中，我选择了管壳式换热器作为研究对象，旨在通过对其结构和性能的优化，提高换热效率，实现更节能环保的工业生产。
首先，我将对管壳式换热器的结构进行研究。
管壳式换热器由壳体、管束、管板等组成。
壳体是换热器的外壳，起到支撑和保护作用。
管束则是热交换的核心部件，由许多平行布置的管子组成。
管板则用于固定管束和壳体之间的密封。
通过对这些组成部分的研究，我将探索如何改进其结构，提高换热器的稳定性和耐用性。
其次，我将对管壳式换热器的换热性能进行分析。
换热性能是衡量换热器优劣的关键指标之一。
在我的设计中，我将通过数值模拟和实验验证的方法，研究不同工况下换热器的传热效率、压降和热损失等参数。
通过这些数据的分析，我将找出影响换热性能的关键因素，并提出相应的改进方案。
除了结构和性能的研究，我还将关注管壳式换热器的节能环保性。
在当今社会，环保已成为一个重要的议题。
因此，在我的设计中，我将探索如何通过改进换热器的设计和材料选择，减少能源消耗和环境污染。
例如，我将考虑使用高效换热材料和优化流体动力学设计，以提高换热器的能效和减少对外部环境的影响。
此外，我还将考虑管壳式换热器在不同应用领域中的适用性。
换热器广泛应用于化工、电力、石油等行业，而不同行业对换热器的要求也有所不同。
在我的设计中，我将研究不同行业对换热器的需求，并提出相应的设计方案。
例如，在化工行业中，换热器需要具有耐腐蚀性能；在电力行业中，换热器需要具有高温高压的稳定性。
通过针对不同行业的需求进行设计，我将使我的毕业设计更加实用和有针对性。
最后，我将通过实际制作和测试，验证我的设计方案的可行性和有效性。
通过对制造过程和测试数据的分析，我将进一步改进和优化我的设计，以实现更好的换热效果和节能环保效果。
总之，我的毕业设计将围绕管壳式换热器展开研究。
毕业设计毕业论文管壳式换热器
毕业设计毕业论文管壳式换热器管壳式换热器是一种常用的传热设备，广泛应用于化工、电力、石油、制药等行业中。
它的主要作用是通过壳程和管程之间的传热来实现不同介质之间的热量交换。
本文将介绍管壳式换热器的工作原理、优点和应用领域，并讨论其改进和发展的方向。
管壳式换热器的工作原理主要是通过流体在壳程和管程中的流动来实现热量的传递。
在管壳式换热器中，热量从热源通过内管道传递给壳程，再通过壳程传递给冷却介质，从而实现热量的交换。
管壳式换热器具有换热效率高、结构紧凑、操作灵活等优点，并且能够适应不同的工作条件。
除此之外，它还具有清洗方便、可靠性高等优点，受到广大工程技术人员的青睐。
管壳式换热器在许多领域中都有广泛的应用。
例如，在化工行业中，它被用来处理高温高压的化学介质，实现热量交换和回收；在电力行业中，它被用来冷却发电设备中的循环水；在制药行业中，它被用来进行药物生产过程中的热量交换。
除了上述行业，管壳式换热器还被广泛应用于制冷、空调、食品加工等行业中。
尽管管壳式换热器具有许多优点，但也存在一些问题需要解决。
例如，其传热效率有待进一步提高，特别是在处理高粘度介质时。
此外，由于设计和制造的复杂性，管壳式换热器的成本较高。
因此，改进和发展管壳式换热器的工艺和技术是当前的研究热点之一改进和发展管壳式换热器的方向有多个。
首先，可以采用新材料来提高传热效率。
例如，可以使用高导热性材料来制造管壳式换热器，从而提高其传热效率。
其次，可以改进管壳式换热器的结构设计，以减小流体的阻力和压降，从而提高其传热效率。
此外，还可以采用换热表面增强技术，例如使用换热增强剂来增加传热表面积，提高换热效率。
最后，可以结合智能化技术来改进管壳式换热器的操作控制系统，实现自动化运行和故障诊断，提高换热器的可靠性和安全性。
总之，管壳式换热器是一种重要的传热设备，具有广泛的应用前景。
它的工作原理简单，运行稳定可靠，并且能够适应多种工况。
然而，为了进一步提高传热效率和降低成本，需要不断改进和发展其工艺和技术。
管壳式换热器的设计论文设计
成绩化工原理课程设计设计说明书设计题目：管壳式换热器的设计化工原理课程设计任务书一、设计任务及操作条件某生产过程中，需用循环冷却水将有机料液从102℃冷却至40℃。
已知有机料液的流量为（2.5－0.01×18）×104=23200kg/h，循环冷却水入口温度为30℃，出口温度为40℃，并要求管程压降与壳程压降均不大于60kPa，试设计一台列管换热器，完成该生产任务。
已知:定性温度下流体物性数据有机化合液986 0.54*10-3 4.19 0.662水994 0.728*10-4.174 0.6263注：若采用错流或折流流程，其平均传热温度差校正系数应大于0.8二、确定设计方案1.选择换热器的类型两流体温的变化情况：热流体进口温度102℃，出口温度40℃；冷流体进口温度30℃，出口温40℃，管程压降与壳程压降均不大于60kPa，壳程压降不高，因此初步确定选用固定板式换热器。
2.管程安排由于循环冷却水较易结垢，若其流速太低，将会加快污垢增长速度，使换热器的热流量下降，所以从总体考虑，应使循环水走管程，有机化合液走壳程。
三、确定物性数据定性温度：对于一般气体和水等低粘度立体，其定性温度可取流体进出口温度的平均值。
故壳程的有机化合液的定性温度为T ℃71240102=+=管程流体的定性温度为 t=℃3523040=+根据定性温度分别查取壳程流体和管程流体的有关物性数据。
有机化合液的有关物性数据如下： 密度 3/986m kg =ρ 粘度=μ0.54*10-3 Pa ·s比热容 1Cp =4.19 kJ/（kg ·℃） 导热系数 λ=0.662 W/（m ·℃） 循环水的有关物性数据如下： 密度 3kg/m 994 =ρ粘度=μ0.728*10-3 Pa ·s比热容 2Cp =4.174 kJ/（kg ·℃） 导热系数 λ=0.626 W/（m ·℃）四、估算传热面积 1、热流量Q 1=111t c m p ∆=23200×4.19×(102-40)=6.03×106kj/h =1675.00kw2、平均传热温差先按照纯逆流计算，得℃5.28304040102ln 304040102=-----=∆）（）（）（）（m t3、传热面积由于有机化合液的粘度为=μ0.54*10-3 Pa ·s ，假定总传热系数K=300W/（2m .℃），则传热面积为A=21195.915.283001675000m t K Q m =⨯=∆ 4、冷却水用水量m =ipi t c Q ∆1=4468kg/h 14/ 0.1341010174.416750003==⨯⨯s kg 五、工艺结构尺寸1、管径和管流速 选用Φ25×2.5较高级冷拔传热管（碳钢），取管流速1u =1.5m/s 。
管壳式换热器设计论文
摘要管壳式换热器具有可靠性高、适应性广等优点，在各工业领域中得到最为广泛地应用。
本文设计的换热设备是化工生产中应用的管壳式换热器中的浮头式换热器。
壳程介质为苯，壳程设计压力分别为0.0462MPa；管程介质为冷却水，管程设计压力为0.473MPa；传热面积为74.42m。
操作时管程内的水冷却壳程内的物料。
设计方法采用压力容器的常规设计方法，按照GB150-89《钢制压力容器》、GB151-89《钢制管壳式换热器》等技术法规执行，设计内容主要包括设计方案的选择、壳程和管程强度及结构设计、传热系数设计、以及换热器其它零部件设计等。
设计计算结果准确，图纸符合国家机械制图标准要求，传热效果满足要求。
尽管本设备结构复杂，造价高；但是能承受较高压力，适用于壳侧走易结垢的介质，管、壳程温差较大的场合，是当今化工生产中使用较多的换热设备之一。
关键词：物料衡算；导热系数；换热面积AbstractThe fixed tube-sheet exchanger is adopted in industry field extensively with the merits of high reliability and extensive applicabilityThe shell type adopted in chemical production was used as the heat exchange equipment in this paper, and adopted floating-head type heat exchanger. The shell medium was Benzene, and the design pressure was 0.0462MPa , the tube medium was Process water , and the design pressure was 0.473MPa and the heat transfer area was 74.42m. The material of shell was cooled by the water of tube . The ordinary design method of pressure vessel was adopted in this paper , and based on the GB150-98 《Steel Pressure Vessel》, GB151-99 《Steel shell and tube exchanger》, and the main design contents contained that the choice of designproposal , strength of shell and tube, structure design, heat transfer coefficient design, and the design of other accessories . The design calculation result was correct , the woring drawings met the national mechanical charing requirement.And the heat transfer satisisfied the requirements .Though the structure of floating-head type heat exchanger was complex; had the higher manufacturing cost it could bear the hight pressure , and the pipe was easy changed and the shell medium was the same with clean , applied in the condition of higher temperature difference between shell and tube ,deposited medium flowing in side, and became the most usually heat transfer equipment in chemical production recentlyKeywords: material balance；conductivity factor；heat transfer area目录第一章绪论 (1)1.1换热器的地位 (1)1.2换热器的种类 (1)1.3换热器研究及发展动向 (2)1.3.1物性模拟研究 (2)1.3.2分析设计的研究 (2)1.3.3大型化及能耗研究 (2)1.4.4强化技术研究 (2)1.5.5控制结构及腐蚀的研究 (3)第2章经济技术分析 (4)第3章设计方案选择 (6)3.1压力容器选材 (6)3.2设计压力的确定 (6)3.3设计温度的确定 (7)3.4管程与壳程的选择 (7)3.5确定换热器的设计类别 (8)第4章工艺设计 (9)4.1物性数据的确立 (9)4.2初选换热器规格 (9)4.2.1 计算热负荷 (9)4.2.2 计算冷却水的流量 (10)4.2.3 计算两流体的平均温度差 (10)4.2.4计算换热面积 (11)4.3换热管设计 (11)4.3.1换热管根数的确定 (11)4.3.2换热管排列方式与管间距的确定 (11)4.4 换热管壳体直径的确定 (12)4.5拉杆的选取 (13)4.6壳程流体进出口接管直径 (13)4.7核算压强降 (13)4.7.1管程压强降较核 (13)4.7.2壳程压强降的较核 (14)4.8核算总传热系数 (15) (15)4.8.1管程对流传热系数i4.8.2壳程对流传热系数 (16)4.8.3污垢热阻的选择 (18)4.8.4总传热系数Ko (18)4.9传热面积核算 (18)4.10换热管壁温的核算 (18)第5章强度设计计算 (20)5.1换热器壳体壁厚的设计计算 (20)5.2管箱壁厚设计计算 (20)5.3封头的选择及计算 (21)5.4壳体水压试验校核 (22)5.5垫片的选取 (23)5.6螺栓的设计 (25)5.7容器法兰设计 (25)5.7.1法兰的校核 (26)5.8管板厚度的选择及校核 (28)5.8.1设计计算与校核 (31)5.9管子拉脱力的计算 (32)5.10浮头端盖 (32)5.11补强计算 (33)5.12鞍座的选用与校合 (35)第6章结论 (38)致谢 (39)参考文献 (40)附录 (41)第1章绪论1.1换热器的地位换热设备（也称换热器或热交换器），就是实现热量传递的设备。
管壳式换热器的高效设计
管壳式换热器的高效设计现在换热器的设计可以由复杂的计算机软件完成。
然而，只有对换热器设计设计原则有一个很好的理解，你才能高效的使用这些计算机软件。
本篇论文讲述了换热器的设计基础，内容包括以下主题：管壳式换热器的零部件；管壳式换热器根据结构和应用的分类；换热设计所需要的数据；管程设计；壳程设计，包括管子布局，管程阻力和壳程压降；平均温差。
管程和壳程的基本换热方程式和压降方程式已被大家熟知，我们的重点在应用这些统计的数据对换热器进行优化设计。
接下的关于换热器设计的先进主题，例如管程和壳程的液体流动配置，多壳程的使用，超安全标准的设计，和污垢处理，会在接下的期刊涉及。
管壳式换热器零组件对于一个设计者来说，了解管壳式换热器的特征以及这些会怎么影响换热器的设计是必要的。
主要的零部件有：·壳体·封头·换热管·管箱·管箱盖·管板·折流板·法兰其他零部件包括拉杆，隔板，分程隔板，纵向挡板，密封圈，支座。
管式换热器制造标准详细的描述了这些零部件。
管壳式换热器分为三部分：前端部分，壳体，后端部分。
图1阐明了美国管式换热器制造商协会对各种结构的命名。
换热器由3个缩写字母来分类描述，例如：BFL型换热器有一个阀盖端盖，双壳程带纵向隔板，和一个固定管板封头。
图1美国管式换热器制造商协会为管壳式换热器定义的标准名称按结构分类固定管板式。
固定管板式换热器（图2）的管子是两头被焊接固定在壳体上的。
有可移动的管箱盖，椭圆形管箱封头，或者整体的折流板。
固定管板式主要的优点是建构简单，制造成本低。
实际上固定管板是最便宜的一种管板形势，只要是管板上没有附属物。
其他的优势包括管子拆下后便于机械化清洗；壳程没有使用法兰以致泄露几乎没有。
这个设计的缺点是由于管束是固定在壳体上的，所以管子的外端没法用机械的方法进行清理。
也因此，对壳体的清洁是有限的。
然而，如果一种令人满意的清洁化学制剂能被发明使用，固定管板式结构在清洁壳体时会容易。
开题报告-模板管壳式换热器-论文
开题报告-模板管壳式换热器-论文一、选题背景和意义模板管壳式换热器是一种常用的热传递设备，广泛应用于化工、电力、制药等工业领域。
其通过壳程与管程之间的热交换，实现工作介质的升温、降温或加热，发挥着重要的作用。
然而，在实际应用过程中，热能传递效率低下、设备堵塞等问题常常存在。
因此，对模板管壳式换热器的研究和优化具有重要的现实意义。
二、文献综述目前，关于模板管壳式换热器的研究主要集中在两个方面：换热器结构设计和换热性能优化。
在结构设计方面，研究者通过改变换热器的管道排列和流动方式，以提高热交换效率。
在换热性能优化方面，研究者主要从流体运动的角度出发，优化流体的流动路径和流动速度分布，以提高换热能力。
三、研究目标和内容本文的研究目标是针对模板管壳式换热器存在的问题，通过改进换热器的结构设计和优化换热性能，提高其热传递效率。
具体的研究内容包括：1.分析现有模板管壳式换热器的结构特点和工作原理，总结其存在的问题和改进的方向；2.改进模板管壳式换热器的结构设计，优化管道排列和流动方式；3.通过数值模拟和实验验证，比较改进后的换热器与传统换热器的热传递性能；4.分析改进后的换热器在不同工况下的热传递特性，探究其应用范围和优势。
四、研究方法和技术路线本文将采用理论分析、数值模拟和实验验证相结合的方法进行研究。
具体技术路线如下：1.通过对现有模板管壳式换热器的结构特点和工作原理进行分析，明确存在的问题和改进的方向；2.基于数值模拟软件，建立改进后的模板管壳式换热器的数学模型，模拟和分析其热传递性能；3.设计并搭建实验平台，验证数值模拟结果的准确性和可靠性；4.通过对比实验数据和理论计算结果，评估改进后的换热器在不同工况下的性能表现。
五、预期成果和创新点本文的预期成果是通过改进模板管壳式换热器的结构设计和优化换热性能，提高其热传递效率。
具体的创新点包括：1.通过改变管道排列和流动方式，优化换热器的热传递效果；2.通过数值模拟和实验验证，验证改进后的换热器的性能提升；3.根据实验结果和理论分析，对改进后的模板管壳式换热器在不同工况下的应用范围和优势进行评估。
换热器毕业设计论文（共五篇）
换热器毕业设计论文（共五篇）第一篇：换热器毕业设计论文河南机电高等专科学校毕业设计说明书第1章浮头式换热器是管壳式换热器系列中的一种，它的特点是两端管板只有一端与外壳固定死，另一端可相对壳体滑移，称为浮头。
浮头式换热器由于管束的膨胀不受壳体的约束，因此不会因管束之间的差胀而产生温差热应力，另外浮头式换热器的优点还在于拆卸方便，易清洗，在化工工业中应用非常广泛。
本文对浮头式换热器进行了整体的设计，按照设计要求，在结构的选取上，即壳侧两程，管侧四程。
首先，通过换热计算确定换热面积与管子的根数初步选定结构,然后按照设计的要求以及一系列国际标准进行结构设计，设计的前半部分是工艺计算部分，主要设根据设计传热系数、压强校核、壳程压降、管程压降的计算；设计的后半部分则是关于结构和强度的设计。
主要是根据已经选定的换热器型式进行设备内各零部件（如壳体、折流板、管箱固定管板、分程隔板、拉杆、进出口管、浮头箱、浮头、支座、法兰、补强圈）的设计。
换热器是国民经济和工业生产领域中应用十分广泛的热量交换设备。
随着现代新工艺、新技术、新材料的不断开发和能源问题的日趋严重，世界各国已普遍把石油化工深度加工和能源综合利用摆到十分重要的位置。
换热器因而面临着新的挑战。
换热器的性能对产品质量、能量利用率以及系统运行的经济性和可靠性起着重要的作用，有时甚至是决定性的作用。
目前在发达的工业国家热回收率已达96%。
换热设备在现代装置中约占设备总重30%左右，其中管壳式换热器仍然占绝对的优势，约70%。
其余30%为各类高效紧凑式换热器、新型热管热泵和蓄热器等设备。
其中板式、螺旋板式、板翅式以及各类高效传热元件的发展十分迅速。
在继续提高设备热效率的同时，促进换热设备的结构紧凑性，产品系列化、标准化和专业化，并朝大型化的方向发展。
浮头式换热器是管壳式换热器系列中的一种。
换热管束包括换热管、管板、折流板、支持板、拉杆、定距管等。
换热管可为普通光管，也可为带翅片的翅片管，翅片管有单金属整体轧制翅片管、双金属轧制翅片管、绕片式翅片管、叠片式翅片管等，材料有碳钢、低合金钢、不锈钢、铜材、铝材、钛材等。
关于管壳式换热器的设计..
管壳式换热器的设计与制造杨玉芬（成都深冷液化设备有限公司）摘要：结合实际，从结构，设计、制造及检验等方面对管壳式换热器进行了论述，可为同类设备设计提供思路及一定借鉴。
关键词：管壳式换热器；设计；制造；固定管板式换热器是管壳式换热器中最基本的结构形式，管束的两端分别固定在与壳体焊接的两块管板上，在操作状态下由于管子和壳体的壁温不同，二者的热变形量也不同，因此在换热管，壳体和管板中产生温差应力。
为减小温差应力，可在壳体上设置膨胀节。
固定管板式换热器结构简单，制造成本低，但只适用壳程不需机械清洗时的换热操作，且结合面较多，易产生泄漏。
壳体法兰之间，并用螺栓固定；换热管另一端固定在浮头管板上，浮头管板与浮头盖用螺栓连接，形成可在壳体内自由移动的浮头。
由于壳体和管束间没有相互约束，及时温差很大，也不会在换热管、壳体和管板中产生温差应力。
其优点是：①管束可以抽出，以方便清洗管、壳程，可用于结垢比较严重的场合；②适用于温度波动和温差大的场合；③可用于管程易腐蚀的场合。
缺点是：①浮头盖与管板法兰连接面积较大，壳体直径增加，在管束与壳体之间形成阻力较小的环形通道，部分流体由这里通过不参加换热。
且易发生内漏；②金属材料消耗大，其成本比普通换热器要高出20%左右；③其结构比较复杂，制造要求较高。
3）U型管换热器U型管换热器的换热管皆弯制成不同曲率半径的U型管，其两端分别固定在同一管板上，组成管束，借助于管箱内的隔板分成进出口两室。
管板夹持在管箱法兰与壳体法兰之间，并用螺栓固定。
拆下管箱即可直接将管束抽出，便于换热管间的清洗。
因为管束的U型端不加固定，可自由伸缩，故它适用于两流体温差较大的场合。
但是其特有的U型管部分，造成管内清洗困难，因此要求管程流体清洁，不易结垢。
管束中心的换热管被外层管子遮盖，损坏时难以更换。
4）填料函式换热器填料函式换热器的管板只有一端与壳体固定连接，另一端采用填料函密封，可在填料函中滑动，浮头露在壳体外面，又称为外浮头式热交换器。
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管壳式换热器工程设计论文
2019-11-19
1管壳式换热器的工作原理
在工业生产中广泛运用到管壳式换热器，管壳式换热器是由圆筒形的壳体、传热管束、管板、折流板和管箱等组成的。
其中，壳体内部装有两端固定在管板上的管束。
冷热两种流体用来换热，在管内流动的是管程流体，在管外流动的是壳程流体。
在壳体内通常安装一些挡板，以使管外流体的传热分系数增大。
挡板可使壳程流体速度提高，从而使流体湍流程度增强，流体能够按规定路程多次横向通过管束。
在管板上，换热管的排列可以按照等边三角形或正方形。
排列为等边三角形显得紧凑，使得管外流体湍流程度增强，提高传热分系数；排列为正方形则清洗管外方便，对于易结垢的流体非常适用。
2管壳式换热器工艺设计
管壳式换热器工艺设计应该符合特定的工艺条件，比如要具有安全可靠的结构，制造、安装、操作和维修方便，经济成本低，设计技术具有科学性等。
理想的管壳式换热器可以是两端管板分别与壳体固定和在壳体内自由浮动，壳体和管束的膨胀自由，从而在两种介质间存在较大的温差的情况下，不会在管束和壳体之间产生温差应力。
把浮头端设计成可拆结构，可以使管束插入或抽出壳体容易。
也可以把浮头端设计成不可拆的。
3管壳式换热器的工艺设计方法
管壳式换热器的工艺设计主要是针对传热设计和压降设计这两个方面，管壳式换热器的工艺设计方法主要包括下面几个。
3.1Colburn-Donohue方法
管壳式换热器的壳侧的传热和流动过程是非常复杂的，尤其是壳侧的传热和压降设计计算非常重要，一些设计原理就是通过壳侧传热和压降计算方法的确定而建立的。
1933年，以理想管排数据为基础的壳侧传热系数计算关联式由Colburn首先提出。
而带有折流板的管壳式换热器中存在漏流和旁流,采用Sieder-Tate关联式计算进行设计更为方便。
因为管壳式换热器中同时发生流体的传热与流动阻力，它们是相互制约的，所以，在设计计算中应将流体的传热与流动阻力作为一个整体考虑。
1949年,完整的管壳式换热器综合设计方法由Donohue首次提出。
这种方法的传热计算式对Colburn关联式进行了修正，这种方法称为Colburn-Donohue方法。
3.2Kern方法
在Colburn-Donohue法的基础上，Kern方法进行了一定的改进。
Kern方法将设计作为一个整体来处理，考虑传热、壳程管程流动、温度分布、污垢及结构等问题。
后来对这一设计方法又进行了总结,新的内容增加了进去,它已经成为目前管壳式换热器的重要设计参考书，对管壳式换热器的发展和研究具有巨大的价值。
3.3Bell-Delaware方法Bell在前人研究成果的基础上，为了进一步对管壳式换热器壳程的工艺设计进行改进，提出了Bell-Delaware方法。
Bell-Delaware方法是一种精确度较高的半理论方法，它利用大量实验数据，将各流路的校正系数引入，将传热、流动与结构的综合效应考虑在内,但是由实验数据回归得到该方法的传热关联式中的系数与指数，该方法的适用范围有一定的限制，总体来说是有利有弊的。
3.4流路分析方法
为克服Bell-Delaware法的.受到适用范围的限制的局限性，美国传热研究公司提出了具有独创性的流路分析法，该方法是在引用自己的研究成果并利用Tinker的流动模型和Delaware大学的实验数据的基础上提出的。
1979年，天津大学提出了应用计算机进行计算的计算壳侧压降的流路分析法。
1984年，Wills和Johnson简化了流路分析法，使该方法进行手工计算也非常方便。
该方法应该加以发扬，所依赖的各种流路阻力系数仍属于经验公式。
3.5基于计算流体动力学的设计方法
随着计算机技术和信息技术的飞速发展，管壳式换热器的设计也正在逐渐摆脱繁杂计算、经验设计以及经济效益问题的单纯设计。
计算机在管壳式换热器设计方面的应用经历了以下三个阶段。
（1）为了代替繁琐的手工设计，开发通用的程序，将管壳式换热器标准的工艺和机械设计等考虑到，建立管壳式换热器的计算机辅助设计系统；（2）在设计程序中引入工程最优化理论，目标函数为年度投资操作和维护费用最低、换热器面积最小、年净收益最大等,建立管壳式换热器的优化设计软件包；（3）根据计算流体动力学(CFD)和数值传热学，进行管壳式换热器的三维流动和传热行为数值模拟，从而从根本上解决管壳式换热器的设计和放大问题。
其中，起步较早、进展较快的是前两阶段的工作，部分工作已有市售软件或者设计软件包。
这些市售软件或者设计软件包在国内得到了广泛应用，已成为换热器工艺计算的主要手段。
1972年，最后阶段的工作开始相对较晚，由Patan-kar提出。
管壳式换热器内的流动是复杂的三维流动，这方面的工作仍然处于学术研究阶段，要完全准确地模拟出来工业规模换热器内部的每一个流动和传递细节，从而确定出来流动阻力和换热系数，对于这方面的工作科研工作者仍然需要继续进行研究。