能源短缺,气候变暖是二十一世纪人类遇到的公共危机。节能减排,提高能源的利用是解决能源问题的有力手段。换热器的应用与节约和开发能源密切联系,在制冷、石油化工、冶金、饮料、纺织、造纸、医药、电力等领域也得到了广泛的应用,在这些领域中它不仅仅是一个应用广泛的换热设备,还占据着重要的地位。在换热器设计方面,开发紧凑式换热器是换热器优化的方向。如果能在更小的换热器里面得到更高效的传热效果,则节省了原材料生产,达到了节能减排的效果。板式换热器作为一种高效、紧凑的换热设备,相比于传统的管壳式换热器具有突出的优点。因此,企业及科研工作者对于板式换热器的研究投入日趋加强。目前,对于板式换热器的国内外研究现状为:1、对于传统板式换热器的研究工作较为充分;2、对于特殊板型(微板型)的研究有待进一步补充;3、微板式换热器中通入高粘度工质在低雷诺数(Re<50)下运行时,此方面的研究严重不足。基于上述原因,依托D公司,对多款微板式换热器进行低雷诺数高粘度工质的流动特性研究,以期补充完善D公司微板式换热器的压降数据库,揭示微板式换热器流动规律,为工程应用提供理论支撑。本文主要工作及成果为:(1)设计搭建了适用于高粘度工质的微板式换热器测试台。为了验证实验系统的可靠性,以水为工质进行了系统校验工作,完成了实验系统的重复性和稳定性两方面校核。(2)以ISOVG320 齿轮润滑油作为工质,对 B3-014H、D22、B3-095H、B3-095B、B3-210H、B3-052H六种微板式换热器进行了实验研究。通过压降测试实验,获取了压降与雷诺数Re之间的基本规律,对比研究了不同板型之间的差异。研究表明,四种板型,随着雷诺数Re的增大,压降△P均上升;板型的差异,使得压降△P变化幅度存在较大的差异性,其中,增幅从大到小的板型为:D22、B3-052H、B3-095H、B3-210H、B3-095B、B3-014H;同一板型在不同温度下的流阻系数f随着雷诺数Re的变化趋势类似,波动量几乎可以忽略;在低温环境使用时,要注意高压降给换热器带来的影响,设计过程中要注意其承压能力。(3)选用B3-014H型微板式换热器为研究对象,对其进行仿真模拟,旨在揭示结构参数变化对换热器内部流场的影响规律。研究表明,随着波纹夹角的增大,阻力逐渐增大,在波纹倾角160°左右时达到最大,波纹夹角继续增大,阻力随之减小;随着波纹高度的增大,阻力随之减小;波纹间距的扩大会导致换热器中流动状态的恶化;波纹倾角、波纹深度、波纹间距三个参数都会影响流体在板式换热器中的流动形式,随着波纹夹角的减小、波纹高度的增大及波纹间距的减小,换热器通道内阻力随之减小。本文的研究成果是立足于工程实际,揭示了六种典型微板式换热器的压降特性,补充完善了 D公司的部分产品数据库,也为系列产品的开发应用提供了一定程度的理论指导。