在核动力、化工、机械等领域中,机械设备的正常运转离不开润滑油的作用,滑油冷却器用来降低润滑油温度,保证设备安全运行具有重要的作用。在船舶等狭小空间内,各设备都要尽可能的节省空间,目前普通的光管换热器体积大、换热效率低,无法满足要求。为了实现滑油冷却器的小型化,需要使用强化传热技术,三维整体针翅管对润滑油这类高粘性流体的强化传热具有显著的效果。在海洋条件下运行的滑油冷却器,为了防止海水腐蚀,要求管束的材质为钛。现有的工艺技术无法在钛管上加工针翅,即无法强化传热,从而难以实现滑油冷却器的小型化。为了满足对高粘性流体的强化传热,同时防止海水腐蚀,本文通过研究一种复合管强化传热元件,并在此基础上制成了复合管式滑油冷却器(简称“F”),以68#汽轮机油和水为换热工质,对F进行了热工水力实验研究,在实验范围内,F的总传热系数达到了580～810W/(m2·K),与同条件下的普通光管换热器(简称“G”)相比,强化传热效果显著。通过对实验结果的分析和整理,拟合出传热和阻力关联式,并进行了误差分析,拟合值与实验值误差均在10%以内。为了研究F的强化传热特性,设计了结构相似的针翅管滑油冷却器(简称“Z”)进行热工水力实验,对比了 F、Z、G换热器的传热及阻力特性,分析了影响传热的因素,对滑油冷却器的设计具有指导意义。考虑到Webb评价准则的局限性,使用灰色决策法,对不同型号的滑油冷却器进行了综合性能的评价,结果表明F是一种结构紧凑、传热效率高、综合性能好的换热器,具有良好的应用前景。在实验的基础上,研究了针翅管的强化传热机理。求解了针翅上的温度场分布,分析了针翅的结构参数对传热的强化作用。并通过流动特性的分析,进一步研究了滑油冷却器的强化传热机理。