如何提高换热器的换热效率是传热领域的热门研究内容,扭带作为一种无源强化传热的手段,其结构简单,价格低廉,被广泛应用于各种工程当中。本文通过实验手段在层流工况下研究了正反螺旋扭带的传热特性Nu,摩擦特性f和综合性能PEC。正反扭带的扭转周期分别为90°和180°,是保持传统扭带的扭率不变,将扭带的单一扭转改为正反交替扭转且周期分别为90°与180°,并在扭转周期为180°的正反扭带上增加三种切口,本文还研究了正反扭带的长度变化对换热性能的影响并与传统扭带进行对比分析。实验研究的层流范围是雷诺数为500-1800,首先需要对实验台的可靠性进行验证,将光管测出的传热特性Nu和摩擦特性f与经验公式进行对比,结果显示误差不超过10%。实验对三种扭率下的传统扭带与正反扭转90°扭带进行研究分析,结果表明不论是传统扭带还是正反90°扭带,其努塞尔数和综合性能都随着雷诺数的增加而增加,摩擦阻力系数f随着雷诺数的减小而增加。正反90°扭带和传统扭带的努塞尔数,摩擦阻力系数和综合性能都随着扭率的增大而减小。扭率为3的正反90°扭带的努塞尔数增加倍数最高为2.32-3.21倍,扭率为3的传统扭带增加倍数是光管的1.85-2.4倍,扭率为3的正反90°扭带的摩擦系数也最高,其增加倍数为3.9-7.3倍。而扭率为3的正反90°扭带的换热效果也是最佳的,其综合性能PEC可达到1.46-1.67,扭率为3的传统扭带的综合性能PEC也可达到1.22-1.36。实验对正反90°与正反180°扭带进行研究分析,并在正反180°扭带加上半圆,矩形,三角形三种不同类型的切口。结果表明扭转周期为90°的正反扭带的换热性能要优于扭转周期为180°的扭带,对比正反180°无切口扭带与三种不同切口类型的扭带,结果表明无切口扭带的换热效果最好,其综合性能指标可达到1.37-1.55,在宽度和深度一致的条件下,带三角形切口的正反扭带要优于矩形和半圆形切口扭带,其综合性能指标可达到1.35-1.54。实验对不同长度半圆切口正反180°扭带和传统扭带进行研究分析,长度分别为2400mm,1800mm,1200mm,600mm。结果表明,四种长度的扭带的换热性能均优于光管,全长的扭带具有最佳的换热效果,其摩擦系数也最大,全长的带半圆切口的正反180°扭带要优于全长传统扭带,其综合性能PEC的值可达到1.31-1.52,实验最后对不同结构的扭带拟合出了努塞尔数,摩擦系数的实验关联式,拟合出的实验关联式的值与实验值的误差均不超过10%,为以后该类型扭带的研究提供了指导。