一、 课题国内外现状

换热器是一种在不同温度的两种或两种以上流体实现物料之间热量传递的节能设备，将热量由温度较高的流体传递给温度较低的流体，使流体温度达到流程规定的指标，以满足工艺条件的需要，同时也是提高能源利用率的主要设备之一。换热器其发展已经有近百年的历史，在国民经济的诸多领域（如食品、制药、石油化工、空调、动力、冶金、轻工业等）得到广泛的应用^[1]，据统计，在石油炼制工艺中，换热器的投资约占设备投资的40%^[2]。

1.世界换热器产品发展概况

由于制造工艺和技术水平的限制，早期的换热器采用的形式结构简单，传热面积小、体积较大、笨重。20世界20年代初出现板式换热器，30年代初，瑞典首次制成螺旋板换热器，接着英国用钎焊法制造出一种由铜及其合金材料制成的板翅式换热器，用于飞机发动机的散热。30年代末瑞典又制造出第一台板壳式换热器，1934年德国人成功研制了用电极石墨制成的板槽式石墨换热器^[3]。自60年代开始，为了适应高温、高压条件下的换热和节能需要，典型的管壳式换热器也得到了进一步的发展。70年代中期，为了强化传热，在研究和发展热管的基础上又开发出热管式换热器^[4]。80年代后，大量的强化原件被推向市场，如折流杆换热器、新结构高效换热器、板壳式换热器、高效冷凝器等高效换热器^[5]。进入21世纪后，大量的强化传热技术应用于工业生产，世界换热器产业技术水平迅速提高 ^[6]。

2.我国换热器现状与发展方向

如今按照产品类型的不同，我国换热器产业市场竞争主要集中在板式换热器、管壳式换热器、空冷式换热器和板翅式换热器四大领域^[7]。其中管壳式换热器使用量最大^[8]，其发展重点为对管程和壳程结构进行进一步的优化^[9]。低温工程中肋片厚度的不断减薄、设法强化管内制冷剂的换热和各种新结构的肋片是重要发展方向^[10]。

3.国外换热器现状和发展方向

总体上管壳式换热器在使用方面仍占据优势，但是板式、板翅式、螺旋板式、板壳式等新型换热器和空冷器发展很快，在某些低压领域内有代替管壳式的趋势, 换热器的大型化和高温高压或低温高压换热器的发展迅速。^[11]。

强化传热方面。美国在表面强化方面研究成果最大，其次是法国和日本，欧洲一些国家在数值分析上也有很多研究成果^[12]，旋流技术上英国有较好的研究和设计基础 ，而在美国工业上已经被推广应用。美、日、瑞典等许多工业发达国家已经在研制新型的陶瓷换热器，并取得了很大进展^[13]。在石墨换热器方面，美国各公司的产品处于世界领先地位，各个厂家都极为重视并采用新型材料和生产工艺^[14]，日本在这方面的研制和生产处于低谷状态，发展方向为大型化^[15]，在烧碱和氯气工业及氯化物的生产发展中,法国罗兰碳素公司的设备处于世界领先地位^[16]。还有国外正将纳米流体作为换热流体进行研究^{[17][18] [19]}。

二、 研究主要成果