管殼式換熱器（又稱為列管式換熱器或固定管板式換熱器）的工作原理基于熱傳導和對流傳熱的物理過程。它允許兩種或兩種以上的流體在相互接觸的情況下進行熱量交換，而不會直接混合。以下是管殼式換熱器的基本工作原理：

1.流體的流動：管殼式換熱器中的兩種流體通常在不同的空間內流動。一種流體流經管內（稱為管程流體），而另一種流體則在管外流動（稱為殼程流體）。

2.熱交換：熱流體（通常是需要冷卻的流體）和冷流體（通常是需要加熱的流體）分別進入換熱器。熱流體通過管程流動，而冷流體則在管束外的殼體空間內流動。

3.傳熱過程：

在管程中，熱流體的熱量通過管壁傳遞到管外壁。

管外壁的熱量再通過熱傳導和對流傳熱的方式傳遞到管外的冷流體中。

冷流體吸收熱量后溫度升高，而熱流體則釋放熱量后溫度降低。

4.溫度梯度：在換熱器中，通常會有一個溫度梯度，即熱流體的溫度高于冷流體的溫度。這個溫度差是推動熱量從熱流體傳遞到冷流體的主要驅動力。

5.流體的出口：經過熱量交換后，熱流體和冷流體分別從換熱器的出口流出。熱流體的溫度降低，而冷流體的溫度升高。

6.流動方式：

流體可以在管程和殼程中以并流、逆流或交叉流的方式流動。并流是指兩種流體以相同的方向流動，逆流是指兩種流體以相反的方向流動，交叉流則是指流體以垂直或斜向的方式流動。逆流方式通常提供更大的溫度驅動力，因此換熱效率更高，但也可能增加壓降。

7.增強傳熱：為了提高傳熱效率，管內可能會安裝一些如螺旋片、翅片或其他類型的擾流元件，以增強流體的湍流程度，從而提高傳熱系數。

8.設計考慮：管殼式換熱器的設計會考慮到流體的物理性質（如粘度、密度、比熱容）、操作條件（如壓力、溫度）、傳熱面積和傳熱效率等因素。

管殼式換熱器的設計和操作都需要準確的計算和控制，以確保更佳的傳熱效率和操作安全性。