现阶段我国经济虽然增长迅速,许多建设取得很大的成就,但与之对应也付出了巨大代价,资源和环境被严重破坏,二者之间的矛盾日趋尖锐。这种情况是经济结构与增长方式不合理导致的。因此要坚持清洁发展、节约发展和安全发展,这样才能实现经济又快又好的发展。换热器广泛应用于各重工业、医药业、航空业等经济支柱产业。这些行业同样也是耗能大户,换热器的节能改造设计对节能减排具有非常重大的意义。近些年来国内外专家对传统管壳式换热器进行研究改造,努力开发研究新一代强化传热方式,以便更好的满足不同使用场所对管壳式换热器的性能要求。通过分析归纳总结前人的螺旋折流板换热器及其研究方向和方法,本文提出了一种新型螺旋折流板的螺旋折流板换热器。并对管壳式换热器壳程强化换热和流动性能进行了研究,研究主要内容如下:(1)同时建立螺旋折流板换热器物理模型,建立传统弓形折流板换热器的物理模型,选用了四种不同的螺旋角,即35°、40°、45°和50°,并分别划分网格。(2)开展了新型螺旋折流板换热器全面的数值模拟计算,为了方便计算,本文提出三种模型假设,即假设换热器管束和内壁与折流板是紧密连接的,三者之间无缝隙,并且流体不可以通过;假定进出口流体处于充分发展段;,假设管束温度为定常温。进口设置为速度入口,采用RNG湍流模型处理湍流效应对流动与传热的影响,速度和压力的藕合采用Simple算法,采用二阶迎风格式。流体进口温度30℃,管束温度为70℃。(3)针对螺旋角度为45°的螺旋折流板换热器,分别采用空气、水和油三种不同粘度的流体为介质,获得其速度场、压力场和温度场,并找出三者之间的变化规律与相互影响关系。数值结果表明,当流体介质为空气、水和油时,螺旋折流板换热器壳侧压降分别比弓形折流板换热器降低了44.1%、47.4%和43.8%,单位压降下的换热系数分别提高了 79.3%、52.9%和 47.5%。(4)对于螺旋角度为35°、40°、45°和50°的四种管壳式换热器进行了分析计算,其进口速度为1.032m/s、1.5m/s、2.0m/s、2.5m/s和3.Om/s,采用水为流体介质。结果表明,螺旋角为45°时,换热器换热性能最好;螺旋角为35°、40°、45°和50°的螺旋折流板换热器的单位压降下的换热系数要比传统弓形折流板换热器分别提高32.1%、40.7%、52.9%和 24.9%。(5)在不同流体介质,即空气、水和油,及不同流速下,即1.032m/s、1.5m/s、2.0m/s、2.5m/s和3.0m/s,对螺旋角为45°时的螺旋折流板换热器进行对比分析。选用单位压降下的换热系数作为评比标准,结果表明工质为油时的换热效果最差,流体介质为水的换热器换热效果最优。