换热设备在石油、化工和能源等过程工业中得到了广泛应用。随着国内外经济的飞速发展,能源消耗不断攀升,能源短缺带来的能源危机问题已经逐渐影响到经济、生态和环境等与人类生存有关的各个领域。随着工业技术的不断发展,强化传热技术得到了长足的发展,并已经广泛的应用到了换热设备中,其中强化换热管的应用极大的提高了设备的传热效率。本文研究的螺旋槽纹管是一种全新结构的强化传热元件,是由机械加工性能优良的圆形铜管经过塑型加工而成的管壁上具有内凹和外凸褶皱的螺旋形变管,目前国内外学者尚未对该种新型螺旋槽纹管进行研究。本文采用计算流体力学方法对新型螺旋槽纹管管内传热、阻力以及抗污垢性能进行了创新研究,主要研究内容和所取得的创新成果如下：1、本文采用数值模拟的方法研究了螺旋槽纹管和光管的管内流场的流动特性、换热特性,结果发现螺旋槽纹管较光管具有更好的传热性能,研究工况下,其管内努塞尔数Nu是光管的1.32～1.363倍,管内的阻力系数f是光管的1.97～2.51倍。同时,采用场协同理论揭示了螺旋槽纹管的强化传热机理：横截面二次流和纵向涡的产生使得温度场与速度场的场协同性能提高,从而提高了其换热效率。2、利用控制变量法分别研究了几何参数(槽深e和螺距p)、雷诺数Re和物性Pr对螺旋槽纹管的换热及压降性能的影响规律。利用数值计算所得数据进行回归分析,得到螺旋槽纹管的管内Nu数和阻力系数f的计算准则关系式。3、基于流固两相流数值模拟方法研究比较了螺旋槽纹管和光管管内抗污垢性能,结果发现螺旋槽纹管的管内抗污垢性能较光管的好。此外,还研究了几何参数(槽深e和螺距p)、雷诺数Re和颗粒直径对螺旋槽纹管的管内抗污垢性能的影响规律。本文研究成果为新型螺旋槽纹管的工程应用和设计选型提供了理论依据。