换热器是电力、石油、化工、冶金和机械等行业中普遍采用的换热设备,它不仅是保证工程设备正常运转的不可缺少的部件,而且在金属消耗、动力消耗和投资方面也占有较大的比例.在诸多类型的换热器中,管壳式换热器是应用最为普遍的一种,如化工厂中的加热器、冷却器,电厂中的冷凝器、冷油器和回热加热器等.为了提高换热器的效率、减少能源的消耗、国内外在强化换热管的传热,以及新型高效、结构紧凑的换热器的研制方面开展了大量的研究工作,出现了多种强化传热的换热元件.内肋管就是其中之一,其优越性已经在生产实际中得以体现.该文介绍并研究了一种效率较高的内肋管一环形内肋管.强化换热的研究有实验和数值模拟两种方法.实验方法可以获得比较符合实际情况的数据,但其耗费的成本较大;而数值模拟较为方便、经济,可以为理论分析提供一定的参考.该文采用了实验和数值模拟相结合的方法对环形内肋管强化换热进行了研究,并通过实验研究对数值模拟结果进行了验证.该文通过实验研究,分析了内肋肋径、内肋节距对换热系数和换热热阻的影响.另一方面采用数值模拟中的有限元分析方法,对环形内肋管内的流场和温度场进行了模拟,对在不同流速下,内肋肋径和内肋节距变化对换热系数和换热热阻的影响进行了探讨和研究,并与其它换热元件的强化方法进行了对比,分析了环形内肋管的优势和特点.实验研究和数值模拟结果表明,在一定流速下,适当的环形内肋管的肋径和节距是强化换热的关键.采用较大的肋径和较小的节距均可使换热系数提高,但同时却均使换热热阻增大.因此在进行换热器设计时,必须从增强换热和尽可能减少流动阻力两方面加以考虑,慎重选择在运行流速下环形内肋管的肋径和节距.