缩放管作为一种异型强化传热管已广泛用于单相流体的强化传热，它依靠粗糙的肋面结构促进近壁区流体的扰动，起到了强化传热的效果，但是存在不能强化中心区流体传热的缺点；在管内插入连续扭带时，管中心区流体依靠扭带对其的旋流作用，对流传热得到强化，但是同时阻力损失大大增加。在缩放管内间隔插入短截扭带一旋流片，利用其产生的自旋流运动，从而使近壁区和中心区达到协同复合强化传热。所以本文主要研究在自然对流条件下垂直缩放管内插入旋流片的复合强化传热性能。　　 首先用数值模拟的方法研究了垂直缩放空管的自然对流换热特性，对缩放管内流场与温度场的分布情况进行了分析，简单探讨了此种条件下的自然对流换热物理机制。得出了缩放管内速度和温度的变化规律，速度在径向靠近壁面处各出现一个峰值，且沿轴向高度方向此峰值出现的位置几乎不变，从壁面到管中心温度成抛物线分布。与光滑管相比，缩放管使得流体速度分布向管中心挤压，表现为两个速度峰值距离减小，温度分布抛物线开口减小。局部自然对流换热系数在入口至10倍管径之间是急剧降低，之后缓慢减小，缩放管自然对流换热性能比光管管提高了5％到7％。　　 对在自然对流条件下光滑管与缩放管内间隔插入旋流片的传热与流阻性能进行了数值模拟和实验研究。研究结果表明，对于同一类型旋流片，自然对流换热性能随着旋流片个数的增加(即间距的减小)是先增大后减小，换热阻力系数随着旋流片个数的增加(即间距的减小)而大幅度增加；某一种旋流片在固定的间距下，自然对流换热性能随着壁温的增加而增大，换热阻力系数随着壁温的增加而小幅度的减小。有旋流片段管道的局部自然对流换热系数有了明显的增加，离开旋流片后开始降低，扭率小的旋流片减小幅度小于扭率大的旋流片。分析了缩放管间隔插入旋流片后沿轴向方向速度场与温度场的演变过程，表明旋流片所产生的螺旋流与自旋流促进产生了冲刷壁面的径向流动，使得速度矢量发生偏移，强化了管中心区与近壁区的传热协同，改善了温度梯度场与速度场的分布状况，起到了很好的复合强化传热效果。　　 比较4种旋流片，得出插入最优旋流片的个数N=2(Lp=26d，d为旋流片的宽度)，这4种旋流片综合强化传热性能从大到小依次为180-3.0、270-3.0、180-4.2、270-4.2。在实验范围内，当缩放管内间隔插入2个180-3.0旋流片时的综合传热效果最好，其传热综合性能分别比光滑管空管、缩放管空管、内插旋流片是我光滑管提高了30.3％、23，2％、10.3％。表明扭率小的旋流片强化传热性能大于扭率大的旋流片，在自然对流条件下缩放管与旋流片的复合具有更好的强化传热性能。