随着环境、生态和社会经济问题的日益加剧，世界各国都在寻求新能源以及节能的新途径。换热设备是开发利用和节约能源最有效的设备，对其进行强化传热的研究对于解决能源问题具有积极的意义。管内插入物强化传热技术工艺简单，相对成本低，容易清除污垢，因此在工程上得到了广泛的应用。　　 本文在自行设计的实验装置上，系统研究了管内插入不同扭率的扭带、不同宽度的扭带、螺旋线圈以及扭带与螺旋线圈复合结构的传热与阻力特性，并通过线性拟合得出了管内插入扭带及螺旋线圈的传热与阻力系数关联式，获得了结构参数对传热与阻力特性的影响规律。利用FLUENT软件，对光管、扭带管以及螺旋线圈管的传热与阻力特性进行了三维数值模拟，直观地展示了管内流体的速度分布、温度分布和压力分布规律，并据此分析了管内插入扭带及螺旋线圈强化传热的机理。　　 实验研究表明，管内插入扭带及螺旋线圈能够明显提高流体的换热系数，但同时也带来了阻力的增加。在Φ25×2mm紫铜管和3000＜Re＜22000湍流范围内，管内插入扭带时，努赛尔数Nu比光管提高25％～53％，阻力系数f比光管提高157％～208％，并且管内插入扭带的扭率Y越小、宽度B越大，Nu和f就越大;管内插入螺旋线圈时，Nu比光管提高70％～88％，f比光管提高705％～808％;管内插入扭带与螺旋线圈复合结构时，Nu比光管提高117％～133％，f比光管提高859％～893％。不同管径光管及扭带管的实验结果与Φ25×2mm紫铜管内的拟合公式的计算结果比较接近。　　 数值模拟结果显示，光管内流体的流动为常规的直线流动，管内插入扭带后流体整体呈现出有规律的螺旋状旋转运动，而管内插入螺旋线圈后靠近壁面的流体为周期性的螺旋流动，湍流核心区域的流体则为直线流动;光管内流体的切向速度与轴向速度相比非常小，而扭带管与螺旋线圈管管内流体具有较大的切向速度;在相同的条件下，扭带管以及螺旋线圈管管内流体的出口温度比光管的低，而压力降比光管的大的多。在低雷诺数湍流流动状态下，数值模拟结果与实验结果比较吻合。　　 本文还采用Webb提出的换热与流动综合评价标准PEC对管内插入扭带及螺旋线圈的综合强化传热性能进行了评价。结果表明，管内插入扭带与螺旋线圈复合结构时，不同雷诺数下的PEC值都大于单独插入扭带及螺旋线圈时的PEC值，综合强化传热性能较好，可以在工业上应用。