換熱器是一種工業(yè)設(shè)備，應(yīng)用廣泛，既可以單獨使用，也可以與其它設(shè)備一起使用，應(yīng)用靈活，雖然換熱器具有很多優(yōu)點，但也存在一定的問題，不容忽視。

1.換熱器的存在問題

換熱器仍存在以下問題：

(1)換熱器換熱的理論研究不夠完善，可供對肋片實際應(yīng)用優(yōu)化設(shè)計的理論依據(jù)太少，對于換熱公式推導(dǎo)出的解析解較少，目前大多是通過試驗、數(shù)據(jù)分析擬和而成的經(jīng)驗公式。

(2)換熱的理論體系缺乏系統(tǒng)性，不夠完善。

(3)因為試驗環(huán)境、材料、儀器的精度以及試驗方法不同，在同一個研究方向的某些問題的研究結(jié)論存在的分歧較多，很難形成統(tǒng)一的意見，暫不能形成對實踐的可靠指導(dǎo)。

(4)目前對換熱器的研究大多基于一維、二維的換熱，國內(nèi)對于三維的換熱模型的研究過少，同時，對于一維和二維傳熱模型的前提假設(shè)條件很苛刻，得出的結(jié)論適用性不強。

(5)結(jié)合試驗建立的部分換熱理論還缺乏嚴(yán)謹(jǐn)性和局限性。

2.國內(nèi)外換熱器開發(fā)研究的發(fā)展方向

(1)非金屬材料應(yīng)用

非金屬材料在一定的范圍內(nèi)具有金屬材料不可比擬的優(yōu)點。石墨材料具有優(yōu)良的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能，較高的化學(xué)穩(wěn)定性和良好的機加工性，氟塑料具有特別優(yōu)良的耐腐蝕性。氟塑料耐腐蝕性能極強，并且與金屬材料相比還具有成本上的優(yōu)勢。復(fù)合材料如搪瓷玻璃具有優(yōu)良的耐腐蝕性能、良好的耐磨性、電絕緣性以及表面光滑不易粘附物料等優(yōu)點，已經(jīng)用于制作換熱產(chǎn)品。陶瓷材料因其優(yōu)異的耐腐蝕性、耐高溫性能而引起工業(yè)界的高度重視，已經(jīng)在換熱產(chǎn)品的制造中得到應(yīng)用。

(2)計算流體力學(xué)和模型化設(shè)計的應(yīng)用

在換熱器的熱流分析中，引入計算機技術(shù)，對換熱器中介質(zhì)的復(fù)雜流動過程進行定量的模擬仿真。目前基于計算機技術(shù)的熱流分析已經(jīng)用于自然對流、剝離流、振動流和湍流熱傳導(dǎo)等的直接模擬仿真，以及對輻射傳熱、多相流和稠液流的機理仿真模擬等方面。在此基礎(chǔ)上，在換熱器的模型設(shè)計和設(shè)計開發(fā)中，利用CFD的分析結(jié)果和相對應(yīng)的模型實驗數(shù)據(jù)，使用計算機對換熱器進行更為和細致的設(shè)計。

(3)加強實驗和理論研究

采用的測量儀器來測量換熱器的流場分布和溫度場分布，并結(jié)合分析計算，進一步摸清不同結(jié)構(gòu)的強化傳熱機理。采用數(shù)值模擬方法對換熱器內(nèi)流體流動和傳熱過程進行研究，預(yù)測各種結(jié)構(gòu)對流場及傳熱過程的影響。

(4)有源技術(shù)研究

利用振動、電場方法強化傳熱的機理研究、試驗研究，給出對比試驗數(shù)據(jù)，提出理論計算模型。

(5)強化結(jié)構(gòu)組合研究

為達到管殼程同時強化的目的，強化結(jié)構(gòu)組合研究將成為近期傳熱強化技術(shù)研究的發(fā)展方向。