درس مبدلهای حرارتی پیشرفته یکی از کاربردی‌ترین دروس رشته مهندسی مکانیک می‌باشد. با توجه به اینکه در مقطع کارشناسی نیز درس طراحی مبدلهای حرارتی ارائه می‌گردد لذا در ابتدا کلیه مطالبی که در دوره کارشناسی ارائه می‌گردد بیان شده و در ادامه به بیان مطالب تکمیلی پرداخته خواهد شد.

مطالب ارائه شده شامل موارد زیر می‌باشند:

• مقدمه‌ای بر مبادله‌کن‌های حرارتی، معیارهای تقسیم‌بندی مبادله‌کن‌ها، تفاوت بازیاب و رکوپراتور، مبادله‌کن‌ها از لحاظ آرایش، تعداد جریان، نوع تماس و سازوکار انتقال حرارت، مفهوم جریان مخلوط و غیر مخلوط در جریان متقاطع، انواع مبادله‌کن‌های دولوله‌ای، صفحه‌ای، پوسته و لوله و پره‌دار، مبادله‌کن‌های ترکیبی، مبادله کن‌های فشرده و ...
• جنبه‌های مختلف طراحی در مبادله‌کن‌های گرمایی شامل طراحی هیدرولیکی و حرارتی، مکانیکی، بهینه‌سازی، مبانی تئوری طراحی حرارتی مبادله‌کن حرارتی، روشهای LMTD، -NTUε،P-NTU، ضریب F برای آرایش‌های جریان متفاوت و معادلات اساسی
• روابط انتقال حرارت در مبدل‌هاي حرارتي، روابط انتقال حرارت جابجایي اجباري با تغییر فاز و بدون تغییر فاز، افت فشار و تشکيل رسوب در مبدل‌هاي حرارتي و ملاحظات ویژه در مورد روابط انتقال حرارت در مبادله‌کن‌های صفحه-پره، لوله-پره و پوسته و لوله
• طراحي مبادله‌کن‌هاي لوله – پوسته، تخمين اندازه اولیه، روشهای کرن، تینکر و بل-دلاور در تعیین ضریب انتقال حرارت سمت پوسته، تعيين شرایط عملکرد  محاسبات افت فشار سمت لوله و پوسته
• طراحي مبادله‌کن حرارتي صفحه‌اي، اجزای مکانیکی، ویژگیهای عملکردی، مزیت‌ها و محدودیت‌ها، آرایش جریان، محاسبات انتقال گرما و افت فشار، روشهاي طراحي و کارایی حرارتی
• مبادله‌کن حرارتي فشرده، روش‌های تولید، مبدل‌هاي لوله‌اي و صفحه‌اي پره‌دار، انتقال گرما و افت فشار و روش طراحی
• انواع چگالش، چگالنده‌های پوسته و لوله‌، چگالنده‌های نیروگاهی، چگالنده‌های صفحه‌ای، چگالنده‌های هواخنک، چگالش فيلمي و قطره‌ای بر روي سطوح افقی و عمودي، چگالش در سطح خارجی دسته لوله‌ها، چگالش در داخل لوله و طراحي چگالنده
• طراحي و عملکرد مبدل‌هاي حرارتي بخار، دسته‌بندي، توزیع دما، محدودیت‌ها، روشهاي طراحي، دیگ‌هاي بخار مشعل‌دار، دیگهاي بخار با گازهاي داغ خروجي، تبخيرکننده‌ها و تبخير فيلم مایع
• معیارهای مختلف انتخاب مبادله‌کن‌های حرارتی، استاندارد TEMA، معیارهای انتخاب کیفی بر اساس متغیرهای عملکردی دما و فشار، هزینه، رسوب، نشت و آلودگی سیال، سازگاری جنس مبدل و سیال، معیارهای کمی و راهنمای کلی انتخاب مبدل حرارتی از بین انواع مبدل‌های پوسته و لوله
• معیارهای برآورد بهبود کارایی مبدل‌های حرارتی، توابع هدف و قیود، حالت‌های دبی ثابت، سطح مقطع عبور جریان ثابت، توان پمپ ثابت و ...، بدست آوردن رابطه جبری برای هر حالت و معیار تخریب اگزرژی در مقایسه مبدلهای حرارتی
• معرفی تکنولوژی پینچ Pinch Technology
• نوآوری‌ها در مبدلهای حرارتی: مبدلهای مجهز به لوله حرارتی و روابط مرتبط و مبدلهای پلیمری و طراحی آنها