工业中进行热量传递时,换热机器是极为重要的配置,广泛应用于炼油、原子能、制药、机械等。随着科技的高速发展,节约能源变得十分紧迫,在余热利用、污水处理等领域开始开发并应用一些新型的换热设备,因此换热器的热传递效率、能源利用率的提高以及新型换热设备的开发意义重大。强化换热技术,能够显著的改变换热装置的换热量,而资源利用量的不断增加和国际原油价格的上涨,也促使该技术得以快速发展。本文基于该背景下,以去离子水作为冷却剂,对管内流动单相液体对流传热和流动特性展开了数值模拟。利用有限体积法求解计算域里的离散方程,在整个区域里,都利用变物性求解技术及壁面法与标准k-ε方程相结合来求解通道内的流场。通过CFD数值模拟方法,本文研究不同热流密度和进口速度对光滑圆管单相液体对流传热和流动特性的影响,同时分析了光圆管内压力场、速率场,温度场等的特征。可得:在不同的进口流速下,水流进口速度越大,管道的换热特性越强;水流进口速度越小或热流密度越大,通道内水流单位压降值越小,能量损耗越少。考虑到不同种管形的换热性能会有很大差异,本文对具有相同当量直径的不同截面形状的换热管进行模拟计算,研究不同截面形状对单相流体流动特性的影响。结果表明:沿着流场方向,壁温均不断下降,正方形截面通道换热性能最好,矩形管次之,圆形管最差。