翅片管散热器作为一种高效的换热设备，在动力、石油化工、空调和制冷工程中得到广泛应用。对于这种换热器，空气侧的热阻占换热器总热阻的70%以上，因此对空气侧进行强化传热有利于降低换热器的能耗。本文提出了三种新型的强化传热翅片，并应用场协同原理以及火积耗散理论对其换热和流动特性进行了研究。首先，结合三角翅纵向涡发生器和条缝的优点，提出一种X形开缝复合翅片，并对该种翅片的传热与流动特性进行数值计算。

　　复合翅片的强化传热机理在于两方面：一是在三角翅和X条缝后的流场均产生纵向涡，对流体产生较强的扰动；二是条缝的间断表面抑制了边界层的增长，平均换热系数提高。研究结果显示：开缝复合翅片的换热系数比平片高76%~90%、比三角翼翅片高49%~82%、比条缝翅片高6%~36%；开缝复合翅片的综合性能系数（JF值）均高于其他三种翅片，是一种性能较好的强化传热翅片。应用场协同理论和火积耗散方法分析发现，开缝复合翅片改善了温度场与速度场的协同性，其等效热阻小，换热的不可逆程度低。其次，结合三角翅纵向涡发生器和波纹的优点，提出一种波纹复合翅片，并对该翅片的传热与流动特性进行数值计算。与原来的波纹翅片相比，波纹复合翅片能有效地提高换热性能、降低流动阻力。研究了几种不同的复合翅片结构：相同管径下前波纹后三角翅翅片（结构1）；相同管径下前三角翅后波纹翅片（结构2）；前波纹后三角翅翅片但管径前小后大（结构3）；前三角翅后波纹翅片但管径前大后小（结构4）。结构1的波纹复合翅片的综合性能比结构2的综合性能要好；结构3可以显着减小翅片管式换热器的流动阻力，其性能要远好于结构4的波纹复合翅片。

　　*后，结合开缝与半球凸结构的优点，提出一种前疏后密布置的半球凸开缝翅片，并对其传热与流动特性进行了研究。计算结果表明：与平片相比，半球凸开缝翅片的换热可提高24.06%~67.73%，JF值提高7.55%~23.88%；对流场的分析发现，流体流经半球凸时，在其侧后方会有纵向涡产生。正交试验设计法的优化显示：翅片间距Fp对翅片性能影响显着，其次为半球凸的布置形式和球凸半径R，半球凸开缝的开口方向影响*弱。在Re≤1521时，条缝翅片的综合性能好于优化组合的半球凸开缝翅片；当Re>1521时，优化组合的半球凸开缝翅片的综合性能好于条缝翅片，更适合于较高风速的翅片管式换热器。