能源在社会的进步中扮演着重要的角色,提供更高效的节能管理方法对能源的发展尤为重要。将纳米流体应用于换热器中,对解决高热流密度的换热问题有一定的工程意义。本文分别采用单相模型和两相模型研究了纳米流体在换热器内的流动与传热性能,分析纳米流体参数和波纹翅片结构对换热器流动与传热性能的影响,最后进行了波纹翅片通道流体流动实验。主要研究内容和结论如下:（1）建立准确的数值计算模型对研究纳米流体的热工水力性能至关重要。首先使用单一均相模型数值计算了纳米流体在四叶孔板换热器内的流动与传热特性,研究发现单一均相模型没有考虑纳米颗粒与基液之间的相互作用。两相Mixture模型考虑了基液和纳米颗粒之间产生的滑移速度,为了分析纳米颗粒在流体中的流动特性,探究纳米流体强化传热的机理,在Mixture模型的基础上把纳米颗粒的布朗运动和热泳扩散作为两相之间的滑移速度机制对Mixture模型进行了优化,与文献中的实验对比发现除了入口段误差较大,其他结果较吻合。研究发现布朗力和热泳力可以加强纳米颗粒与基液之间的对流传热。（2）使用B-Mixture模型数值计算了纳米流体在波纹翅片通道中的流动与传热特性,分析了Re（100-600）、体积分数（0-2%）、粒径（20-80nm）、颗粒种类对通道传热性能的影响。当颗粒直径为50nm时,传热系数和压降会随着Re和体积分数的增大而增大。当Re和体积分数不变时,PEC随颗粒直径的减小而增大。在3种类型的纳米流体中,与Zn O和Cu O比较,Al2O3-水纳米流体的传热系数最高且压降最小。纳米颗粒的分布受到纳米流体的体积分数、粒径、种类的影响,粒径较小时受布朗力的影响较大,布朗力会使纳米颗粒分布的更均匀。粒径相同时受热泳力的影响较大,热泳力受到体积分数和温度梯度的影响。纳米颗粒的分布在壁面处的变化较大,浓度的降低会导致粘度降低,壁面处的阻碍降低使流速增大,从而加强壁面处的传热能力。（3）翅片结构对波纹通道流动传热的影响。在体积分数和Re不变的情况下,波纹通道的综合性能随着波长s,波幅a,翅片高度b的增大而增大,随着翅片间距w,相位角θ的减小而增大。在体积分数为2%,Re=600时波长s=15mm比波长12mm和9mm的综合性能增加了3.4%和10.1%。波幅a=2mm比波幅0.75mm和1.5mm的综合性能增加了45%和10.4%。波纹翅片b=8mm比高度6mm和4mm的综合性能增加了27.5%和16.6%。翅片间距w=2mm比3mm和4mm的综合性能增加了4.9%和18.4%。相位角θ=0°比θ=30°和θ=60°的综合性能增加了3.86%和22.7%,角度θ的变化虽然会增大翅片通道的传热能力,但压力损失大于对传热的增强。（4）利用激光多普勒测速系统对波纹翅片通道内不同位置处的速度进行测量,对比分析发现数值模拟结果与实验测量数据有较好的吻合度,在工程允许的误差范围内,证明了数值计算模型的准确性。