板式換熱器在過程工業的應用廣泛（僅次于管殼式換熱器的）。板式換熱器的傳熱系數較高，但壓降較大，強化板式換熱器的傳熱，合理降低壓降對過程工業的節能有重要意義。近年來，盡管國內的板式換熱器產值每年在50億元以上，但以仿制國外產品為主，研究工作多局限在不同人字板式換熱器板片波紋傾角下的流型，回歸出壓降和傳熱系數與波紋傾角的經驗關系為主，缺乏對該換熱器傳熱過程的深入認識。 本課題以不同波形參數的復合板片換熱器為研究對象，對其內部復雜流型及強化傳熱機理進行研究。采用大渦模擬研究與PIV/LIF方法測量相結合復合流道內部的湍流流動與傳熱過程，分析不同復合板片組合條件下，邊界層的速度、旋渦和湍流特征及其向主流輸送的過程。揭示了板片波紋參數對流道內流動和傳熱影響的機理問題。通過分析流道間傳熱面的熱通量分布、流道的幾何形狀與邊界層流動的相互關系，找到了提高熱通量、降低流道內流動阻力，從而強化該換熱器綜合傳熱性能方法。用該方法優化板片的幾何參數，能既提高換熱器的傳熱系數，又降低壓降。這一理論發現能夠將板式換熱器的傳熱系數提高10%，壓降降低10%，對于提高板式換熱器的傳熱性能、流程工業的節能有重要工程意義。

板式換熱器的傳熱系數較高，但壓降較大。本課題擬采用不同波形參數的復合板片構建復合流道，對其內部復雜流型及強化傳熱機理進行研究。運用大渦模擬方法數值預測復合流道內部的湍流與傳熱過程；采用PIV/LIF方法同時測量復合流道中溫度和速度分布。對比速度、溫度、壓力的數值結果與實驗測量值。對理論模型進行驗證與改進；綜合理論研究與實驗結果，分析不同復合板片組合條件下，動量邊界層、熱邊界層、湍流動能與耗散等特征。總結其對強化傳熱性能的影響規律，構建具備和平均Nu數、摩擦因子與上述參數的定量關聯式。通過對板式換熱器復合流道強化傳熱機理的揭示，期望在提高板式換熱器傳熱系數的同時，有效控制壓降，以獲得較好的綜合強化傳熱性能。本課題對指導板式換熱器的優化設計、促進流程工業的節能技術升級具有一定的學術價值與實際意義。