交变曲面管换热器采用交变曲面管(Alternating curved tube,简称ACT)作为强化传热元件,其用作气体压缩机中冷器,具有传热效率高、壳程阻力少、抗垢性能好、占地面积小等诸多优点,能显著提高热能利用效率、降低能耗。本文采用实验测试和数值模拟方法,对该中冷器的传热与阻力性能进行研究,横向对比、优化各个操作参数,进而提高其工作性能。本文将对应用于气体压缩机冷却系统的交变曲面管中冷器进行了如下几方面研究：应用强化传热理论与实验测试数据分析交变曲面管中冷器的强化传热机理；通过调整实验变量,分析流体雷诺数对传热因子与摩擦因子的影响：根据大量的实验数据拟合得到交变曲面管中冷器壳程传热准则关系式与摩擦系数准则关系式,将其应用到实际案例的设计与分析中,为这种新型中冷器的应用提供理论支持。在强化传热理论基础上,合理假设,得到无限小控制元的质量守恒、动量守恒、能量守恒微分方程,建立交变曲面管中冷器传热传质数学模型。合理设置边界条件,应用CFD数值模拟分析,得到中冷器的温度场、速度场、压力场的分布,以验证这种可优化经济效益的壳程特殊结构设计的优越性。为保证交变曲面管中冷器的竞争力,在同等运行条件下采用综合性能系数(即单位功耗的换热效果)评价三种中冷器的传热性能,即质量流量相同的情况下,交变曲面管换热器的综合性能是折流板换热器的3-3.5倍,是折流杆换热器的7-8倍,交变曲面管中冷器兼具折流板换热器传热系数高以及折流杆换热器摩擦系数低的优点。