换热器作为一种能量传递的载体,广泛应用于各种工业领域。其中管壳式换热器因其结构简单可靠且价格低廉,成为了应用最为广泛的换热器之一。上世纪70年代的能源危机引发了各国对于其强化传热技术的广泛研究和开发。螺旋扁管换热器作为一种新型的被动强化传热换热器,可以很好的提高管壳式换热器的综合传热能力。本文通过数值模拟的方法,应用fluent软件对螺旋扁管开展了系统的探究,本文研究的主要内容如下:(1)首先对不同长短轴比的光滑直扁管和直椭圆管进行了传热和流阻特性的仿真研究。在层流均匀热流的换热条件下,雷诺数相同时,对比分析了扁管和椭圆管的换热系数与具有相同周长的光滑直圆管的区别,研究分析了换热系数,努塞尔数和综合换热性能随长短轴比b/a的变化规律。(2)对比研究了螺旋扁管,螺旋椭圆管与直扁管,直椭圆管,光滑圆管流线形状的异同,分析了螺旋结构提高换热管换热性能的根本机理。然后从二次流分布云图,温度及速度场等方面分析了雷诺数对于螺旋扁管和螺旋椭圆管换热及流阻特性的影响,结合综合强化传热因子指出了螺旋管换热性能随雷诺数变化的规律。之后从二次流分布云图,温度及速度场及其场协同角等方面对比分析了长短轴比对于螺旋扁管和螺旋椭圆管换热及流阻特性的影响,对比了相同长短轴比时二者的换热性能。对比分析了长短轴比b/a和螺旋扭距S对于螺旋扁管的换热性能的影响。(3)提出了一种偏心螺旋扁管,分析了同向偏心螺旋管和异向偏心螺旋管与螺旋扁管内流体流动轨迹的异同,结合综合换热因子指出二者对换热性能的影响。还提出了一种三轴螺旋扁管,该形状扁管截面由三个一半的扁管互成120度角组成,因为有三个旋转轴,故在三个端头处都能产生较大的二次旋流。在相同的长短轴比的情况下,对比了其和普通螺旋扁管换热性能的优劣。