【摘要】：换热器是化工、能源、空分等过程工业中热力系统和制冷设备的关键设备之一。随着空分所用设备越来越大,使换热器朝着专业化、高效率方向演变对缩减空分设备所占用的空间和节约生产成本是极其重要的,因此强化传热技术在换热器的应用很有意义。针对对流换热系数相差悬殊的换热介质,需要对换热系数小的一侧进行强化传热,强化传热方法有多种。本文以空气压缩机级间冷却器中水冷系统的翅片管换热器为研究对象,研究了翅片间距、翅片厚度、管间距等因素与传热效率及流阻性能的关系,主要采用CFD进行了翅片管空气侧模拟并结合场协同原理,对照实验验证模拟结果的可靠性,针对空气侧的流场和温度场的特点,分析了影响开缝翅片管传热及流阻特能的重要因素,从而提出相应的结构优化方案,这对工程设计具有重要的意义。主要研究内容和所取得的成果如下：1、建立了平直翅片管换热器流动与传热的数值模型,主要比较翅片在开孔、带凸起的窄条等不同结构下翅片间空气的流场和温度场的分布特点,同时结合场协同原理,分析开缝翅片管换热器的强化传热机理。2、采用控制变量的方法单独研究了入口速度、几何结构参数—翅片间距、翅片厚度、开缝高度、管间距、翅片厚度等因素对双向开缝翅片管换热器传热及流阻性能的影响规律,从而为双向开缝翅片管换热器的优化设计提供指导。3.运用正交优化设计手段,在工程实际应用的几何结构变化范围内,确定*优几何结构参数,结果表明：翅片间距为1.8mm、开缝高度为1.08mm、翅片厚度为0.3mm的双向开缝翅片管具有*佳的综合性能。同时换热和流阻性能测定实验结果也表明,与一些翅片管换热器(开缝高度为1.25mm,翅片间距分别为1.8mm、2.0mm、2.5mm,翅片厚度为0.2mm)相比较,优化设计的翅片管换热器具有*好的综合性能。本文研究成果为翅片管换热器的翅片管设计提供了理论依据。