本文主要围绕舰船锅炉对流受热面的强化传热，针对几种强化传热元件进行了深入系统的试验研究和理论分析。 首先介绍了课题的背景及意义，并对本文涉及的两种强化传热技术，即各种扩展表面强化传热和管内插入物强化传热技术以及强化传热性能的综合分析和评价的研究现状及新的发展趋势进行了较为全面的综述。 根据舰船锅炉现有设备的技术性能提高需要，本文对内插螺旋线圈强化传热管的流阻及传热性能进行了较为全面的试验研究，在此基础上针对不同设计或应用条件下螺旋线圈结构参数的选择，应用数学规划方法，提出了一种新的强化换热元件结构尺寸的优化方法，同时还对螺旋线圈管的抗积灰机理进行了讨论和分析。 根据舰船锅炉新的技术开发的需要，本文针对一种高肋针肋扩展表面，就其各种应用场合，进行了横掠单管、单排管、顺排管束以及纵掠针肋套管等的流阻及传热性能试验研究和分析，通过较为全面的系列研究工作，为这种针肋管的工程应用提供了较为完整的设计依据。 根据肋的设计计算及优化分析的需要，就针肋扩展表面经典一维肋传热方程及近似解存在的缺陷，提出了一种新的修正传热方程及近似解，并进一步对肋端有传热时的简化计算提出了一种新的简化计算公式，并通过数值对比分析、验证了所提出的修正肋传热方程及近似解和肋端传热情况下的新的简化计算公式的有效性。 为建立基于熵产分析法之上的强化传热过程综合热力性能分析、评价及优化的统一基础。本文围绕内、外部强制对流热质传递过程，从控制容积法出发，基于不同的热力学假设条件，建立了一般意义下过程熵产分析的普遍化方法，并对若干典型的过程进行了分析，给出了基于过程熵产最小意义下的优化参数的一般计算公式。 围绕各种强化传热管流动与传热过程强化效果的综合热力性能分析和评价，在已建立的内对外流动热质传递过程熵产普遍化方程的基础上，本文针对恒热流和恒壁温条件下管内和环形通道内流动和传热过程以及气流横掠单管和不同布置方式管束的流动与传热过程，较为系统全面地建立了一般意义下统一的综合热力性能分析表达式，并据此对本文试验的若干强化传热管的综合热力性