高粘度流体在食品、轻工、化工、动力、石油、制冷、机械、船舶等领域中有着广泛的应用:高粘度的液态食品和轻化工产品的加工过程需要进行加热和冷却操作;大量机械传动设备需要高粘度的润滑油进行冷却以保证这些机械设备正常、稳定地工作;石油化工生产过程中也涉及到大量的高粘度原料和成品的加热或冷却,等等。然而,高粘度流体的对流传热过程普遍存在传热系数低、动能消耗大等缺点,因而,探索有效降低高粘度流体流动过程动力损耗的方法和强化高粘度流体的传热研究有着重要的意义。螺旋隔板换热器与螺旋扁管换热器是两种新型的管壳式换热器。螺旋扁管换热器具有自支撑结构,无折流挡板,其管内扁平状螺旋通道和壳侧交错状螺旋通道对高粘度流体的传热能起到强化效果。螺旋隔板换热器壳程的螺旋通道能使流体在壳程呈均匀螺旋状流动,几乎没有返混和流动死区,有效降低了壳程压降并提高了传热系数。本文实验研究了四种不同粘度的美孚抗磨液压油分别在螺旋隔板换热器壳程、螺旋扁管换热器管程和螺旋扁管壳程流动时的传热情况,并与在圆形光滑管管内的传热情况进行了比较。采用威尔逊分离法分别得到了各种条件下不同液压油的对流传热膜系数。分析了粘度、流速等参数对液压油冷却传热过程及其压降的影响。实验结果表明:螺旋扁管对高粘度流体具有良好的传热强化效果。与光滑管相比,油在螺旋扁管换热器的管程冷却时对流传热膜系数提高了30%⁵0%,综合评价因子η在实验粘度范围内均大于1;相同流量和定性温度下,油在螺旋扁管换热器壳程冷却时的对流传热膜系数比其在管程冷却时高14%⁴6%;螺旋隔板换热器壳程能有效提高油的冷却传热膜系数,与光滑管相比,其对流传热膜系数提高了2².9倍。粘度对油的冷却传热有较大的影响:在实验范围内,流量相同时,随着粘度的增大,对流传热膜系数呈下降趋势;流体的压降随着粘度的增大而增大,对流传热系数下降的速度则逐渐减缓,压降的增速则逐渐加快。通过多元线性回归的方法对本文实验数据进行了归纳整理,拟合出了运动粘度范围为2.5×10^-59.0×10^-5 m²/s时油在螺旋扁管换热器管程和壳程、螺旋隔板换热器壳程冷却换热的努塞尔准数关联式,最大误差不超过7.9%。