缠绕管式换热器是一种结构高度紧凑、高效能、具有特殊内部结构的管壳换热器。目前对于缠绕管换热器,大多停留在实验研究,通过构建实验模型,分析实验数据,运用一些数学工具,拟合出具有一定关联的表达式,而对其数值模拟研究较少。这主要因为缠绕管式换热器壳侧结构比较复杂,壳侧内缠绕管束交错和紧密排列,至今还没有一套统一完整的计算方法。本文采用数值模拟的方法,通过建立单层多圈数管束模型,分别模拟了管程和壳程的数值求解,得到了场空间内部的速度、温度,压力等物理量云图,分析了各物理量空间分布的形成原因。确立了壳侧的流动传热公式,分析并比较不同结构参数下努塞尔数、阻力系数和综合评价指标PEC的影响因素和变化趋势。本文主要从以下几点展开。建立了缠绕管管侧模型,模拟研究了管内速度场和温度场,发现螺旋弯管处的离心力有较强的扰流作用,垂直于主流方向形成二次流,大大增强管内部的对流换热。并比较了不同速度、管内径、缠绕直径及螺距下单因素以及多因素共同作用对管内流动传热性能的影响。建立了缠绕管壳侧模型,模拟研究了管外壳侧的速度场、温度场、压力场和密度场。发现速度分布不均匀,靠近管壁处速度较大,远离管壁的速度较小;径向速度梯度较大,轴向主流速度梯度较小。分析了不同速度、中心筒直径、绕管螺距、管内径以及并管数量下单因素以及多因素共同作用的流动传热性能影响。并根据计算的模拟结果采用广泛使用的正交试验法,拟合出壳侧流动传热关联式。建立了管壳侧耦合模型,分析了管壳侧共同作用的速度场、温度场、压力场和密度场,并对管内外物理量云图的场空间做了定性分析。同时对管内外无相变的情形做了定量的数值计算,管内外多组分相变（包括管侧相变和壳侧相变）进行了数值模拟研究,并结合Hysys和Fluent自编UDF,确立某一压力下的相变温度点,得出换热器内部CH₄的液化率趋势分布云图。