换热设备广泛应用于化工、能源、冶金、航空航天等行业。传热强化是指采用一定的技术手段增加热传递过程的传热量，从而提高设备的利用率，实现节能环保、降低成本等目标。数十年来，本课题组一直致力于强化传热基础理论的研究、高效低阻换热元件的开发和新型换热设备的设计。本课题组研发设计的多个型号的纵流式换热器已经在工业中得到广泛应用，并取得了显著经济效益，相关成果获得2015年“教育部科技进步一等奖”。
主要研究内容：
（1）对流强化传热机理研究；
（2）传热流动过程不可逆性分析及热力学优化方法；
（3）基于PIV技术的管内强化传热实验研究；
（4）高效低阻强化换热元件和工业换热器的研发。
研究方法：
（1）建立传热过程数学模型，运用数学方法进行理论分析；
（2）采用有限体积法（FVM）进行数值计算，开发换热元件和工业换热器；
（3）搭建台架对换热元件和新型换热器进行实验研究；
（4）采用粒子图像测速技术（PIV）进行流动测量和分析。
图1. 基于最小㶲损优化得到的管内温度场与流场分布
图2. 本课题组自主设计的双壳程折流杆换热器
图3. PIV 实验台架
图4. 内插中心斜肋圆管内流场对比：(a) 数值模拟; (b) PIV测量
