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管壳式换热器广泛应用于化工、动力、石油、冶金工程领域。上述工程领域涉及的工质类型繁多，有低粘度的，如气体、水等，也有高粘度的，如聚苯乙烯等，介质不同所需换热情况不同，然而一般管壳式换热器内的传统光滑换热管效率低下，很难满足各方面换热工艺要求，采用强化传热技术是当今提倡高效节能的重要手段。强化传热技术分为主动强化和被动强化。被动强化由于可靠性高，构造简单而被广泛应用。在被动强化传热技术中，采取管内插入物是现今常见的且实用的强化技术。尤其在以高粘度流体工质换热中大量使用。通过插入物使中心流体与管壁附近流体发生置换，改变管内速度场和温度场的分布情况，从而改善两者之间协同效果，获得低阻高效的传热性能。本文首先阐述插入物换热管强化传热机理和优势，介绍了管内插入物国内外研究现状。同时对场协同理论和CFD数值模拟在强化传热的应用进行概述。并对强化传热评价方法进行简单介绍。运用FLUENT软件对一种有机热油作为粘性工质,在插入为Kenics型静态混合器混合元件换热管中的传热与流阻性能进行数值模拟计算和流场结构分析，考察了不同扭率（y=1.5,2.0,2.5）对传热与流动特性的影响，并与光滑管进行了对比。结果表明，由于Kenics型混合元件分割和旋流作用，大大降低主流的速度梯度和温度梯度，促进了传热。同时压力降的增加也很大。因此，综合传热性能因子并没有多大提高。综合比较发现扭率y=2.0传热综合效果最佳。运用FLUENT软件对以水为工质，在管内有间隔地插入多个交叉半椭圆片进行数值模拟，分别考察交叉半椭圆片夹角（φ=30°，60°，90°）和交叉半椭圆片个数（N=3，4，5)对流体传热与流阻性能的影响，研究表明，在Re为300～2000的范围内，其PEC值达到1.1～1.95。验证了对流换热层流流场的场协同关系式，即协同角θm越小，说明管内速度场和温度场的协同性越好，管内流体温度分布越均匀，换热效果越好。在有间隔地插入多个交叉半椭圆片换热管内，当管内固定地插入四个交叉半椭圆片时，换热性能综合表现是交叉半椭圆夹角为60°最好，其次是90°，最小的是30°。当交叉半椭圆片夹角为60°时，综合性能评价因子PEC值最大能达到1.95左右。随着交叉半椭圆片数目的增多，综合性能评价因子PEC越大。