刘宝亮，闫秀娟，刘　军，赵　捷，李保安

(天津大学化工学院,化学工程研究所，化学工程联合国家重点实验室,天津市膜科学与海水淡化技术重点实验室,天津化学化工协同创新中心，天津 30072)

换热器是化工、石油、轻工、食品等工业中的主要设备之一。传统的换热器一般都是金属材料制成。但随着工业的发展，工业生产中对换热器耐腐蚀性的要求越来越高。而金属换热器往往会发生严重的腐蚀和污垢的附着，最终导致换热器性能变坏[1]。塑料换热器由于具有抗结垢、耐腐蚀、成本低廉以及易于制造和维护等优点，受到人们的关注[2]。但是塑料材料的导热系数比较低，一定程度上限制了塑料换热器的应用。而中空纤维换热器作为一种新型的塑料换热器由于其比表面积大和相对较薄的壁厚能够显著提升其换热性能[3]，聚丙烯、 聚醚醚酮树脂和聚醚砜树脂中空纤维都曾用来制作中空纤维换热器[2-4]。对于水-水系统、乙醇-水系统和蒸汽-水系统，中空纤维换热器的换热系数分别达到了647～1 314、414～642和2 000 W/(m2·K)。李保安等[5]研发了一种新型的经石墨改性的聚丙烯中空纤维塑料换热器，对于水-水系统其换热系数达到了1 228.7 W/(m2·K)。

随着计算机技术的发展，数值模拟已广泛应用于换热器研究开发和设计的各个环节，具有费用低、速度快、能重复模拟复杂工况等优点[6]，而且数值模拟可以提供一些很难通过实验测量得到的参数，例如，换热器内部的温度和速度分布等。为了强化中空纤维换热器的换热效率，赵捷等[7]建立了壳程式中空纤维换热器模型进行数值模拟，并分析了换热器内部的流体流动。……