传热过程在自然界和工业生产中广泛存在,在微电子设计及应用领域,电子芯片需要高效的散热方式,以保证元件处于安全的温度内；在航天器设计中,如何将航天器内设备仪器产生的废热及时排掉,已成为当前航天器热控系统研究的一项重要课题。另外,我国能源与环境问题不容乐观,化石能源储量丰富,但人均占有量远低于世界平均水平,且随着化石燃料燃烧废气的排放,空气中固体可吸入颗粒物、氮氧化物和硫氧化物含量居高不下,造成空气质量较差。将工业余热进行回收再利用,成为解决能源与环境问题的途径之一。本文利用最小熵产与最小火积耗散热阻原理,对传热过程优化,在体点散热问题中降低系统内平均温度,在工业余热回收中,得到更高的回收效率,主要工作包括：1、对于体点散热问题,在高导热材料填充中,创立了新型热导率离散化算法。以矩形平板为模型,在定温和辐射边界条件下,首先迭代计算连续分布的热导率,根据热导率分布情况将区域划分为一定数量的子区域,依次计算各子区域内高导热材料的填充数量和填充位置,最终完成整个区域内的高导热材料填充。将热导率离散化算法与其他算法作对比,探究热导率离散化算法的优势。2、在水泥厂回转窑集热器优化中,利用经验公式推导出其传热和流动计算公式,进而导出熵产和火积耗散的计算方法。由于最小熵产原理优化存在不足,提出熵产和有效度多目标优化。基于两种优化原理对水泥厂回转窑集热器进行运行工况优化,根据优化后的最佳工况,保持其中两个工况参数不变,通过改变第三个工况,探究优化目标随工况参数的变化情况。3、以单个集热器运行工况优化为基础,对集热器网络进行优化。设定不同的管路联接方案,分别对各管路联接方案进行优化,得到最佳流量分配策略。将不同方案的优化结果对比,得到最佳的管路联接方案。4、对体点散热问题和集热器余热回收问题,均利用最小熵产和最小火积耗散热阻原理进行优化,将两种优化原理结果进行对比,研究两种优化原理的特点及适用条件。