随着能源问题的日益凸显,非金属换热器其耐腐蚀、强度高、质量轻等突出优点,成为航空航天、航海舰船、石油化工、燃料电池、电子电器等工程领域最具有发展前景的新型换热设备之一。对于电子电器、载人航天等要求温度响应快、换热效率高的行业,非金属材料由于导热系数较低、计算中忽略横向导热热阻的影响,导致现有的数学模型不能准确用于非金属换热器的传热换热分析,会直接影响到换热器的设计及应用。因此,提出适用于非金属换热结构的瞬变传热试验方法的数学模型与测试方法迫在眉睫,以便为这类非金属材料紧凑式换热器提供使用范围广、准确度高的换热性能实验测试方法。针对以上问题,本文基于非金属换热结构的瞬变传热试验技术中的传热问题进行了理论推导和试验研究,其主要的研究工作及得出的结论如下:1)对无限大平板中流体流动和传热做出假设,根据能量守恒方程建立非金属换热器在瞬变传热试验过程中的数学模型及边界条件,对方程组进行无量纲化,通过拉普拉斯变换推导其解析解;忽略横向导热的影响的数学模型退化为前人文献提出模型,将数值逆变换结果与前人拉普拉斯逆变换结果进行对比,验证了本文提出数学模型的准确性;2)通过对非金属板片在瞬变传热试验过程中的传热模型理论解进行研究,研究了基于非金属换热板片在瞬变传热试验过程中各参数变化对实验结果的影响,分析了横向导热热阻、传热单元数NTU、无量纲参数B的变化对非金属大平板无量纲出口温度的影响,通过误差放大系数E研究了温度测量误差对传热单元数NTU的影响,为非金属结构紧凑式换热器的传热测试分析及其工程应用提供方法指导;3)基于单吹瞬变测试技术,简述了单吹测试技术的基本原理。通过对传统模型与测试方法的局限性进行分析,提出适用于考虑横向导热热阻换热器的测试方法,并将相应的程序嵌入数据处理系统,优化了非金属板式换热器的试验测试方法。基于上述测试方法提出适合本文实验的测试步骤;4)基于应用于非金属材料的瞬变传热试验技术的数学模型及测试方法,对四种不同结构参数的非金属板片进行了传热特性及阻力特性的实验研究,并与前人提出的理论计算值比较,证实了该测试方法的正确性和可行性。同时,建立了该非金属换热结构的传热及阻力特性准则关联式,研究了传热系数j和摩擦系数f随结构参数波高-节距比h0/P的变化,并与传统未考虑横向导热热阻的处理结果进行比较,为非金属波纹板式换热器的精确设计提供方法依据。