同轴套管式地热能开采技术是用于中深层地热能开采的有效方式。为了增强同轴套管式换热器的换热效率,提出了一种带螺旋翅片的新型同轴套管式换热器。基于有限体积法,对比分析新型与普通型同轴套管式换热器的换热性能,得到螺旋翅片结构对换热性能的影响,揭示其强化传热机理。结果表明:通过增加螺旋翅片的翅高或减小螺旋翅片的螺距,可有效增强同轴套管式换热器内流体流动的湍流动能,达到提高换热性能的目的;与普通光滑管换热器相比,翅高为

运用Fluent软件对蒸发式冷凝器3种异型管——椭圆管、扭曲管及弹形管管束中强制对流空气进行了数值模拟，模拟的数据经Tecplot.10处理后直观地表征了3种异型管束中空气的速度场、压力场、温度场，并在此基础上对此3种异型管进行了实验研究。模拟分析得出的结论与实验研究的结果吻合甚好，表明了流线形设计的弹形管与椭圆管、扭曲管相比，不仅传热效率高，而且流动阻力小。

提出了扭曲管强化蒸发式冷凝器性能，实验测试了螺距、管径、冷却水喷淋密度和风速对传热与功耗性能的影响。实验结果表明，扭曲管比圆管的性能好，螺距和管径越小、水喷淋密度和风速越大，传热系数越高，但流动阻力同时增大，存在合适的螺距、管径、水喷淋密度和风速使蒸发式冷凝器综合性能最佳。以实验结果为基础，将蒸发式冷凝器在工业中应用，起到良好的节能节水效果。

建立翅片蒸发冷凝器局部稳态湍流数学模型，运用ansys/cfx进行数值模拟，直观的表示出有无翅片对于蒸发冷凝器各热力学参数的影响。并通过定性分析，得出加载翅片有助于蒸发式冷凝器提高其换热性能。

提出了一种圆管倾角渐增波纹翅片的管翅式换热器，利用FLUENT软件对其空气侧的流体流动和换热过程进行了数值模拟，得到了翅片通道中心面上的温度场和压力场的分布情况及平均传热系数、努赛尔数与速度的关系。并将其强化传热效果与倾角均匀波纹翅片换热器进行对比分析，结果表明倾角渐增波纹翅片比倾角均匀波纹翅片的传热效果更好，更节能。

以润滑油为工质，采用正交原理试验设计方法，对高粘度流体在叉排列三维内肋管中的流动和传热性能进行了研究。结果表明：离散的三维内肋结构能够促进高粘度流体在较低的雷诺数下完成从层流向湍流的转变。说明在高粘度流体的换热问题中，采用三维内肋管可以有效促进流态转变，并因此获得明显的传热强化效果；对试验数据采用最小二乘法进行多元线性回归，获得了三维内肋管中高粘度流体在层流区的流阻和换热准则方程式；根据Webb定义的热力性能系数，作为强化传热性能的判断指标，得到了性能最优的三维肋结构组合，为结构优化指出了方向。

实验研究了管壳式热交换器壳侧流动和多孔介质强化传热技术,实验证实,壳侧采用螺旋板和多孔介质具有很好的强化传热效果,螺旋板的最佳角度为40°,多孔介质的最佳孔隙率为0.985.同时研究了高梯度磁净化技术,探讨了冷却净化一体化的兼容性和互惠性.研制了一种管壳式冷却净化器,测试表明,管壳式冷却净化器对10μm以上的颗粒的过滤效率为84%,比一般磁过滤器效率高2.1倍;壳侧对流换热系数比现有冷却器高19.7%.

为提高冷却净化器的传热性能对五种壳侧不同结构的冷却净化器进行了传热性能试验测试和比较.结果表明螺旋板加聚磁性多孔介质结构的冷却净化器具有非常显著的强化传热效果.