板式换热器是一种高效紧凑的换热设备，在多个工业领域得到了广泛的应用。但是传统的板式换热器普遍存在着流动阻力高的缺点，限制了其应用范围的进一步扩大，为此本人所在课题小组提出了一种新型的板式换热器--正六边形球面肋板式换热器。　　 首先，采用数值模拟的方法对此种板式换热器进行传热和流动阻力特性研究。分别针对两流体换热以及三流体换热建立了相应的物理模型，并划分了非结构化四面体网格，以水为换热介质，在一定的进口温度下，模拟得到了一系列工况下正六边形球面肋板式换热器的传热和流动性能。将计算结果无量纲化，整理并拟合得到了正六边形球面肋板式换热器的传热准则方程式以及摩擦系数方程式。为了解换热器内部的传热和流动状况，处理生成了内部速度场和温度场图，发现其速度场比较均匀，且温度场变化平缓，说明板片结构比较合理。　　 然后，对正六边形球面肋板式换热器进行了传热和流动性能的实验研究，测得了一系列工况下的实验数据，发现由球面肋组成的近似螺旋通道赋予正六边形球面肋板式换热器较好的传热性能以及较低的压降损失。通过等流速法分离总传热系数，整理得到了传热准则方程式和摩擦系数方程式。将其与常见的人字形板式换热器的实验结果对比，发现正六边形球面肋板式换热器具有更好的传热流动综合性能。对比实验结果和数值模拟结果，发现二者比较接近，吻合程度较好，验证了本文数值模拟的正确性和可靠性。　　 最后，对正六边形球面肋板式换热器进行了初步的优化设计。首先研究了流动方式和板片的一些结构参数（波高、波距和球面半径）对流动传热性能的影响，计算并分析了逆流60、顺流60和短路流三种情况下正六边形球面肋板式换热器的传热和阻力性能，逆流60和顺流60时的各项性能都十分接近，而短路流时性能明显偏低。对比计算了不同波高、球面半径以及波距下正六边形球面肋板式换热器的流动阻力和传热性能变化趋势，波高和球面半径的增加，都会使传热性能增强，摩擦系数增加，而波距增加时，传热性能降低，摩擦系数也随之降低。选用单位流程冷热流体压降之和所对应的传热系数作为目标函数，综合考虑流动方式以及板片结构参数的影响，得到了优化的板型设计。