كمبادل حراري كجهاز رئيسي لتحويل واستخدام الطاقة، يكمن جوهر تصميمه في زيادة معامل نقل الحرارة وتقليل استهلاك الطاقة خلال عملية التبادل الحراري. استناداً إلى نظرية إنتاج الإنتروبيا في القانون الثاني للديناميكا الحرارية، تم تحليل آلية الخسائر غير القابلة للعكس في نقل الحرارة ومقاومة تدفق مبرد الأنابيب، وتم إنشاء نموذج تحليل إنتاج الإنتروبيا المحلي الذي يشمل متوسط إنتاج الإنتروبيا، إنتاج الإنتروبيا التوربولي، إنتاج الإنتروبيا لنقل الحرارة وإنتاج الإنتروبيا لسطح الجدار. درست الدراسة خصائص التدفق وتوزيع إنتاج الإنتروبيا لأنابيب الترتيب المتتالي والمتداخل، ودُرست الكمية تأثير هيكل ترتيب الأنابيب على لامرجعية النقل الحراري للتدفق. أظهرت النتائج أن إنتاج الإنتروبيا التوربولي وانتقال الحرارة هما المكونات الرئيسية لإجمالي إنتاج الإنتروبيا للمبادل الحراري، ويوزعان بشكل رئيسي في منطقة قريبة من السطح ومنطقة التدفق الخلفي حيث يحدث انفصال التدفق؛ حيث يزداد كل من متوسط إنتاج الإنتروبيا، إنتاج الإنتروبيا التوربولي وإنتاج الإنتروبيا السطحي مع زيادة سرعة الغاز، بينما ينخفض إنتاج إنتروبيا انتقال الحرارة تدريجياً. تحت طرق ترتيب الأنابيب المختلفة، يوجد سرعة تدفق مثالية مقابلة يمكن من خلالها تقليل إجمالي إنتاج الإنتروبيا لعمليات التدفق وانتقال الحرارة. في سرعات التدفق الغازي المنخفضة، يُفضل ترتيب الأنابيب المتداخل لتقليل إجمالي إنتاج الإنتروبيا للنظام وبالتالي تقليل الخسائر غير القابلة للعكس؛ وعند ارتفاع سرعة التدفق، يُوصى باستخدام ترتيب الأنابيب المتتالي.

مبادل حراري أنبوبي; تحليل إنتاج الإنتروبيا; ترتيب متتالي; ترتيب متداخل