工业生产中余热的利用一直是各同行者争相研究的重要的节能课题之一，而余热的利用又常常和换热器联系在一起，因此余热利用的节能技术研究实质就是换热器的研究。 中温热管空气换热器是由中温热管和常温热管所组成的组合式热管空气换热器。作为热管换热器的一种，它不仅具有普通热管换热器的诸多优点，而且由于其结构的独特性还具有许多其他的优点，可用于诸如中温余热回收、产中温洁净气体等特殊场合，具有良好的应用前景。但就目前而言，中温热管空气换热器尚处于试用阶段，有很多地方尚未完善，有待解决。本论文主要完成中温热管空气换热器模拟计算和优化设计的研究。 在参阅相关文献的基础上，结合一定的理论分析，提出了一种采用离散型计算模型，运用有效度——传热单元数(ε-NTU)法，通过多次迭代对高温热管换热器内温度场和流场分布进行模拟计算的方法。 论文在提出了两种适用于中温热管空气换热器的设计方法的基础上，建立了中温热管空气换热器的优化设计模型，然后通过对设计变量之间的相互关系以及它们对传热和压力降的影响程度的理论分析，缩小模型求解过程的搜索区间，最后采用穷举法求解该模型。 概而言之，本课题所做的工作为中温热管空气换热器建立了一套较为完善的设计计算程序，改进了中温热管空气换热器的设计，提高了中温热管空气换热器的经济性，为中温热管空气换热器的推广应用奠定了一定的理论基础，同时也为今后从事中温热管空气换热器设计的工程人员提供了方便。此外，对中温热管空气换热器内冷、热侧温度场和流场分布的模拟计算的实现，为今后中温热管空气换热器的在线检测、故障分析和变工况分析提供了一定的理论依据。