回热器是重要的能量回收设备,广泛应用于发电系统、车辆、航空和舰船等各个领域,随着能源问题的日益突出和服役环境的极端化,开发微小化、轻量化、高效化的高温回热器迫在眉睫。基于槽道结构的小型高温回热器,通过翅片扩展传热面积,结构更加紧凑、传热效率更高。由于结构的特殊性和复杂性,其内部流动和传热较为复杂,难以用解析方法进行描述；而现有的数值模拟方法,由于缺少合适的流体力学模型,也不能准确获知其内部真实流动和传热情况。针对上述问题,本文应用CFD模拟和试验方法研究了小型高温回热器的传热与阻力性能,其主要的研究工作如下：1)搭建了适于小型回热器的传热性能试验平台,试验得到低雷诺数工况下回热器样机传热和阻力准则关系式。2)在现有流体力学模型的基础上,提出了“整体-局部”变壁温模型,并通过试验验证了该模型的可行性与准确性,进而对基于槽道板结构的小型回热器内部流体流动和传热情况进行了模拟分析。3)基于上述流体力学模型,对微重力工况、无量纲结构参数及开孔强化结构等因素对小型回热器传热和阻力性能的影响情况进行了分析,为回热器的优化设计提供指导。4)参考板翅式换热器的设计方法,总结归纳了槽道结构的小型回热器设计方法,并以具体的工程案例加以说明。为小型回热器的设计、优化和工程应用推广提供基础,具有一定的意义。