内螺纹管的强化换热机理研究和换热系数计算,对于其在高效传热和节能技术领域的应用具有十分重要的意义。为更好地理解内螺纹管的强化传热特性,本文以内螺纹管为研究对象,开展内螺纹管热力计算和计算程序化编制工作,对螺纹结构传热机理和工程热力计算进行深入研究,主要内容包括:首先,对流体在内螺纹管管内流动机理和传热特性进行分析与探究,针对高雷诺数条件下流体在螺纹管内的湍流流动,运用相关理论进行演绎、推导、分析建立了内螺纹管在高雷诺数下的流体计算模型。其次,针对气体为内螺纹管管内流动换热介质,对归纳整理得到的已提出的螺纹经验计算式进行选择,得到四组符合要求且工程中应用较为广泛的经验计算式。对各经验计算式中由于实验气体选择不同而产生的差异性问题,通过以高温空气相关试验关联式计算代替各经验计算式中的Pr系数项,将雷诺数计算统一至4×104≦Re≦16×104,温度300℃≦T≦800℃范围内进行计算,所得到的结果进行对比分析和综合评价,选出在高雷诺数条件下较为合适的换热及流动阻力经验计算式,并对各经验计算式进行计算程序化编制。最后,利用工程上应用较为广泛的仿真模拟ANSYS软件,对内螺纹管进行三维建模和网格的划分,根据流体在不同工况下的螺纹管管内流动换热进行数值模拟,通过模拟可以得到:由于螺纹特殊结构的存在,流体在螺纹管内流动换热,流体边界层产生极大的扰动,逆压梯度区由于离心力的作用产生较大的涡旋流,使得边界层厚度降低,在高雷诺数下边界层厚度可忽略不计,这一现象导致螺纹传热效率得到了极大提高。通过数值模拟得到结果与经验计算式计算结果对比发现,在高雷诺数条件下模拟与计算结果虽保持较为接近的变化趋势,但具体各个工况条件下的具体数值仍存在较大误差,通过对误差原因深入分析,总结得出数值模拟存在的不足,为螺纹管换热研究与计算提供借鉴和参考。