換熱器是一種工業(yè)設(shè)備，應(yīng)用廣泛，既可以單獨(dú)使用，也可以與其它設(shè)備一起使用，應(yīng)用靈活，雖然換熱器具有很多優(yōu)點(diǎn)，但也存在一定的問(wèn)題，不容忽視。

1.換熱器的存在問(wèn)題

換熱器仍存在以下問(wèn)題：

(1)換熱器換熱的理論研究不夠完善，可供對(duì)肋片實(shí)際應(yīng)用優(yōu)化設(shè)計(jì)的理論依據(jù)太少，對(duì)于換熱公式推導(dǎo)出的解析解較少，目前大多是通過(guò)試驗(yàn)、數(shù)據(jù)分析擬和而成的經(jīng)驗(yàn)公式。

(2)換熱的理論體系缺乏系統(tǒng)性，不夠完善。

(3)因?yàn)樵囼?yàn)環(huán)境、材料、儀器的精度以及試驗(yàn)方法不同，在同一個(gè)研究方向的某些問(wèn)題的研究結(jié)論存在的分歧較多，很難形成統(tǒng)一的意見(jiàn)，暫不能形成對(duì)實(shí)踐的可靠指導(dǎo)。

(4)目前對(duì)換熱器的研究大多基于一維、二維的換熱，國(guó)內(nèi)對(duì)于三維的換熱模型的研究過(guò)少，同時(shí)，對(duì)于一維和二維傳熱模型的前提假設(shè)條件很苛刻，得出的結(jié)論適用性不強(qiáng)。

(5)結(jié)合試驗(yàn)建立的部分換熱理論還缺乏嚴(yán)謹(jǐn)性和局限性。

2.國(guó)內(nèi)外換熱器開(kāi)發(fā)研究的發(fā)展方向

(1)非金屬材料應(yīng)用

非金屬材料在一定的范圍內(nèi)具有金屬材料不可比擬的優(yōu)點(diǎn)。石墨材料具有優(yōu)良的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能，較高的化學(xué)穩(wěn)定性和良好的機(jī)加工性，氟塑料具有特別優(yōu)良的耐腐蝕性。氟塑料耐腐蝕性能極強(qiáng)，并且與金屬材料相比還具有成本上的優(yōu)勢(shì)。復(fù)合材料如搪瓷玻璃具有優(yōu)良的耐腐蝕性能、良好的耐磨性、電絕緣性以及表面光滑不易粘附物料等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)用于制作換熱產(chǎn)品。陶瓷材料因其優(yōu)異的耐腐蝕性、耐高溫性能而引起工業(yè)界的高度重視，已經(jīng)在換熱產(chǎn)品的制造中得到應(yīng)用。

(2)計(jì)算流體力學(xué)和模型化設(shè)計(jì)的應(yīng)用

在換熱器的熱流分析中，引入計(jì)算機(jī)技術(shù)，對(duì)換熱器中介質(zhì)的復(fù)雜流動(dòng)過(guò)程進(jìn)行定量的模擬仿真。目前基于計(jì)算機(jī)技術(shù)的熱流分析已經(jīng)用于自然對(duì)流、剝離流、振動(dòng)流和湍流熱傳導(dǎo)等的直接模擬仿真，以及對(duì)輻射傳熱、多相流和稠液流的機(jī)理仿真模擬等方面。在此基礎(chǔ)上，在換熱器的模型設(shè)計(jì)和設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)中，利用CFD的分析結(jié)果和相對(duì)應(yīng)的模型實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，使用計(jì)算機(jī)對(duì)換熱器進(jìn)行更為和細(xì)致的設(shè)計(jì)。

(3)加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)和理論研究

采用的測(cè)量?jī)x器來(lái)測(cè)量換熱器的流場(chǎng)分布和溫度場(chǎng)分布，并結(jié)合分析計(jì)算，進(jìn)一步摸清不同結(jié)構(gòu)的強(qiáng)化傳熱機(jī)理。采用數(shù)值模擬方法對(duì)換熱器內(nèi)流體流動(dòng)和傳熱過(guò)程進(jìn)行研究，預(yù)測(cè)各種結(jié)構(gòu)對(duì)流場(chǎng)及傳熱過(guò)程的影響。

(4)有源技術(shù)研究

利用振動(dòng)、電場(chǎng)方法強(qiáng)化傳熱的機(jī)理研究、試驗(yàn)研究，給出對(duì)比試驗(yàn)數(shù)據(jù)，提出理論計(jì)算模型。

(5)強(qiáng)化結(jié)構(gòu)組合研究

為達(dá)到管殼程同時(shí)強(qiáng)化的目的，強(qiáng)化結(jié)構(gòu)組合研究將成為近期傳熱強(qiáng)化技術(shù)研究的發(fā)展方向。