随着社会的发展,生产力的提高,人们对能源的利用与转化的要求越来越高,换热器扮演的角色日益重要。其中板式换热器作为一种传热性能优越的换热设备,广泛应用于动力、化工、石油、轻工业等行业,但是普通的板式换热器由于制造,组装的限制,往往不能胜任更高温度和压力的工况。而焊接板式换热器相比普通板式换热器可以有效地提高使用压力和温度,从而适用更加宽广的范围。因此设计研究高效的焊接板式换热器对各领域能源的利用效率的提高与节能有十分重要的意义。本文建立了焊接板式换热器内空气流动与传热的物理和数学模型。采用数值模拟计算方法对焊接板式换热器的一个单元内流体的换热和阻力特性进行研究。分析了板片斜肋角度,不同通道高度,以及不同空气流速对焊接板式换热器内空气流动和传热的影响规律。研究结果表明:斜肋角度在45°时的传热效率最高,相比30°和60°分别高出约20%和14%;通道高度对传热影响有限,但是由于通道高度的增加使雷诺数得到提高,所以单元通道内的空气的流速和湍动能会提高;冷侧压损,斜肋角度从30°到45°增加明显,但是斜肋角度从45°,60°增加缓慢;对于热侧压损,斜肋角度从30°到45°压降降低的幅度变化缓慢,但斜肋角度从45°到60°压降下降的幅度变大。空气流速增加,传热系数和空气压力损失明显提高,空气流速在12m/s时相比8m/s时的传热系数提高28%。数值分析结果可以为后续产品的系列化设计与研发提供有效的指导。本文建立了焊接板式换热器传热与流阻性能实验装置,选用交错流结构的换热元件,实验介质为空气,通过实验获得了不同流量条件下单元通道内流体的阻力与传热特性的数据,同时计算出了换热器空气与空气传热的总传热系数。根据试验数据分析了空气流动阻力随雷诺数,以及对流传热膜系数随雷诺数的变化规律,并对实验数据进行归纳拟合出焊接板式换热器内空气对流传热膜系数与流阻系数计算的准数关系式。实验结果表明:这种交错流气气换热器,在最低流速4m/s时K值可以达到16W/(m2·K),在高速11m/s时可以达到42W/(m2·K),强化传热效果明显。