换热器的优化设计与性能评价对于提高能源利用效率具有重要意义。本文主要利用理论分析的方法,围绕换热器的热力设计和性能评价进行了分析,改进了热力设计方法,并提出了新的性能评价指标。对换热器的熵和(?)理论进行了分析。首先从工程应用的角度对(?)的概念进行了再理解,(?)可理解为是利用温度对能量的加权以反映能量品质的物理量。探讨了熵和(?)的状态量性质,重新引入基态熵和基态(?)的概念,从而建立了绝对熵和绝对(?)的表达式。由绝对熵和绝对(?)重新构建了换热器熵产和(?)耗散的表达式,并指出流动摩擦不仅导致熵产也导致(?)产。对比分析了熵产和(?)耗散评价的异同,详细解释了熵产和(?)耗散的变化规律是本征特点的体现,不存在悖论。对换热器的热力计算提出了改进。通过解析方法直接求解得到了顺流换热器、逆流换热器、相变换热器和叉流换热器的换热量和流体温度表达式。提出了换热器热力计算改进的传热有效度—传热单元数法。逆流换热器的ε—NTU曲线就是实际复杂流动换热器的ε—φNTU曲线。它的意义在于,建立了修正系数与传热有效度之间的关系。修正系数曲线与传热有效度曲线之间可以相互验证。从热经济性的角度对换热器进行了分析。引入了反映换热器经济性能的物理量—温差有效度,其定义为流体对数平均温差与入口温差的比值。温差有效度体现了换热器流体入口温差的利用程度。其值越大,每单位传热单元数承担的换热量就越大,换热器的经济性就越好。分析了传热优化布置原则,指出温差场均匀性原则的实质是大值匹配原则。这是一种经济性指导原则。相比传热有效度,温差有效度与温差场均匀性原则具有更好的契合度。最后,对典型的工程应用实例—-燃气锅炉烟气余热利用换热器进行了热经济性分析。结果表明,存在最佳的传热面积使得净收益和投资收益比最大。此外,净收益和投资收益比都可以表示成温差有效度和传热有效度组合而成的函数。传热有效度和温差有效度可以共同指导换热器的优化设计。