节能是发展经济的长远战略,本文主要对换热器强化相关的流动及换热问题进行研究,以期对相关产业的节能降耗有所贡献。首先,通过系列化实验研究提出了一种S型空气预热器以应用于热集成式商业灶具的开发,采用数值模拟和实验验证的手段对其换热性能进行了系统的研究,包括基础数据的测定、结构尺寸的优化、流体流动的分析与传热机理的探究等。从系统经济的角度,以综合利润为目标函数,以换热长度、冷热进口流量和换热面积为设计参数,分析了目标函数与设计参数之间的关系。实验结果表明,采用热集成结构的新型燃气灶具热效率可提高一倍以上。其次,为了进一步优化换热器的换热性能,对涡流发生器的布局和结构进行模拟分析,考察了翅片排布(顺流、逆流)、翼片布局(ABA型、AB型)、翼片尺寸和开孔等对换热效果的影响。通过对比传统涡流发生器(三角翼、矩形翼),提出了一种新型涡流发生器——双三角翼结构。通过模拟优化与实验验证,分析双三角翼涡流发生器的传热机理,并对其结构进行了优化。同时,将传统涡流发生器与新型涡流发生器相结合,论证了复式涡流发生器的优越性。最后,提出将导流结构应用于换热器的强化,设计了一种新型板式换热器。针对液液换热、降膜冷凝和降膜蒸发,对该板式换热器进行了系统的实验研究。对比了不同导流结构对传热的影响,包括竖直波纹板、斜波纹板和开窗波纹板。同时,对比了单层导流结构和双层导流结构对传热性能的强化效果,实验结果表明,采用开窗导流结构能够更好地强化换热。