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提出了壳程轴流型换热器的优化目标函数，分析了最优化条件的存在性，并对三种矩形排列的光滑管、缩放管以及花瓣管的优化程度进行了传热性能的研究，与所得实验结果进行了对比，两者结论一致。研究表明：对于相同排列的三种管子，花瓣管的目标函数最小，缩放管次之，光滑管最差；对于同一种管子，22mm×28mm排列最优，22mm×26mm排列次之，22m×m24mm排列最差.