国外板式换热器研究的进展1878年，板式换热器由德国人发明并获得专利[5]。1886年,沟道板式换热器由法国人Malvazin[6]第一次设计成功，并将此应用于酿酒工业。后经过几十年的发展，APV公司于1923年，设计成可以批量生产的板式换热器，同样投放使用于食品工业。到了19世纪30年代，板片的材质研发有了巨大突破，由不锈钢材质或者铜薄板压制形成的板片成为更为理想的选择，这是板式换热器发展历程中的一个非常重大改进。后续的实验研究表明，人字形板片的传热性能最为优异。W。W．Focke[7]的实验研究中首次采用了有限扩散电流技术(DLCT)，由类比关系得出人字形板片流道内的传热效率。W。W。Focke的实验颇具说服力，它为日后板式换热器的研究指引了方向。近些年来，人字形板式换热器主要研究方向注重于通过研究板型的几何参数，从而改良板型以提高换热效果。其中Hessami[8]对板片内流动进行了从层流区到紊流区的实验，通过控制波纹深度和波纹间距不变，比较波纹倾角取60°和45°时对换热造成的影响，进而得出了波纹倾角为60°板片的努塞尔数和摩擦系数2倍于波纹倾角为45°的板片。此外，国外研究人员采取的速度场可视化也是现在常用的一种有效观测流道内流体流动状况的方法。81364

板式换热器实验投资大，周期长，尤其在复杂工况下有时难以操作。近些年来，计算机技术发展迅猛，国外的研究者们逐渐开始采用计算流体动力学（CFD）来对板式换热器进行模拟研究，节约成本的同时又不失精确性。1974年，英国人Patankar和Spalding率先采用CFD手段对管壳式换热器进行数值模拟研究[9]。此后，Carla．Fernandes[10]等人运用CFD（FLUENT）软件针对板式换热器进行模拟，研究了搅拌酸奶的生产过程，论文网

并通过建模计算得出了模型中的流体的温度场和速度场。Y．Miura,Flavio。C．Ga]eazzo等人[11]通过对食品工程中常见的平板式板式换热器模拟计算，得出了平板式换热器中流体流动以层流为主，局部流动为湍流的结论。Kone，Hazarka[12]的团队分别进行了板式换热器的二维和三维数值模拟计算；在二维计算中探究了波纹形状的变化对换热效果的

影响，在三维模拟中则对波纹倾角完成了模拟和数值修正。Ciofalo。M。[13]构建出雷诺数较低情况下的k-ε模型，对板式换热器的过渡区和湍流区实施了数值模拟及验证性实验，

这为后续人们进行的数值模拟计算提供了重要的参考价值。

2国内板式换热器研究的进展

板式换热器在我国研究起步时间较晚，始于上世纪60年代。1965年，第一台板式换热器由兰州石油化工机械厂制造，其板片为面积0。52m2的水平平直波纹板片。此后兰州石油机械研究所于1967年对比了不同形状的波纹板片，发现人字形波纹板片的优势明显，并于1971年研制成功了中国首台人字形波纹板片的换热器，其板片面积为0。3m2。

近几年来，国内学者们的研究方法开始与国际接轨，在利用计算流体力学对板式换热器的数值模拟研究中取得诸多进展。曲宁[14]对人字形波纹板式换热器的板片传热特征进行模拟研究，从而发现波纹倾角β、波纹深度h、波纹间距λ等参数对板片的温度场、

压力场有十分重要的影响；同时在模拟过程中发现了RNGk-ε模型在针对板内介质情

况有较好的拟合程度。张广明、田茂诚[15]等人的团队利用FLUENT软件研究人字形波

纹板片，发现了随着波纹倾角的增加，在流道内出现了交叉流及曲折流的现象。上海交通大学的景步云[16]等使用稳态分布参数法构建三维模型，并对流道流动方向各点进行模拟，细致地分析了流体流动时的压力变化和板壁的温度改变。山东大学的宋继伟、张士虎等人利用Fluent软件对具有球面肋形态的正六边形板式换热器进行研究，并分别分析了两种和三种不同介质混合下的换热情况，以及板式换热器内介质的流动和换热特性[17]。山东大学的李晓亮等还采用场协同原理对人字形波纹板式换热器展开了详尽的强化传热研究。