能源问题是当今社会发展关注的热点,世界各国都在开发新能源和寻找节能方法。换热设备性能的优劣直接影响到能源的利用率,而强化传热技术是改善换热设备换热性能的有利手段。换热管是换热设备的重要元件,也是强化传热领域最活跃的研究课题,因此本文提出一种新型高效强化换热管——螺旋四叶管,目前国内外很少有关于螺旋四叶管的传热和流动性能研究的报道。本文主要内容有:首先,利用数值模拟的计算结果与由经验公式计算得到的结果进行对比分析及考核验证。在验证所用数学模型和计算方法的可行性的基础上对螺旋四叶管进行大量的数值模拟研究。对所得数据进行处理和分析,探讨雷诺数Re范围在4000~20000、螺旋导程长度S和曲率半径r对螺旋四叶管的传热和流动性能的影响,得出了一系列有益的结论。其次,通过速度场、压力场和温度场云图分析,验证了结论的准确性。结果表明,随着雷诺数的增大,螺旋四叶换热管的综合性能随之提高;螺旋导程长度S为300mm时,传热效率高,流动阻力小;曲率半径r增大时传热性能基本不变,但流动性能得到改善,在曲率半径r为2.5mm时,压降Δp最小。本文对螺旋四叶管的传热和流动性能的研究具有一定的工程意义和参考价值。最后,简述3D打印技术原理及发展现状,分析3D打印技术在化工设备制造中的优势及对3D打印技术的材料在各行业中的应用进行概括,并对基于3D打印技术的螺旋四叶管设计与制造进行探讨。