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针对折流杆结构换热器只有在较高壳侧流速时才能达到较高传热效率、布管不紧凑、不能很好抵抗变化工况等缺点，提出以大小两种规格换热管和夹持支撑结构代替传统的折流杆支承元件，达到提高壳侧传热系数，增加换热面积。利用CFD软件建立单元流道，对壳侧流场和传热场进行了三维数值模拟，提出了复杂结构的纵流换热器壳侧速度-温度梯度场矢量夹角的计算方法，得到了壳侧速度场和温度梯度场的场协同角的定量关联式，证实了新结构具有更好的场协同关系。