能源对于提高生活质量和发展经济是不可或缺的,我们对于能源的需求会不断增加,不仅如此,能源安全以及环境污染问题都会随之出现,要想解决当前的问题,不但要搜寻新的能源,而且要提高现在的能源利用效率。作为一种使用范围最广的换热设施,管壳式换热器普遍存在效率低下的问题,除了传热效率低之外,由于水质等问题,换热管内会不同程度的产生污垢,污垢的产生进一步恶化了换热器的传热性能,因此,开发出一种高效的自清洁强化换热技术迫在眉睫。本文对强化传热技术进行了介绍,并从有源强化传热技术和无源强化传热技术两个角度出发,对现有的强化传热技术进行了分类,并对其研究现状进行了总结,基于以上研究,本文通过数值模拟的方法,对光管以及内置洁能芯后换热管内的流场及温度场进行了研究,首先对转子的截面形状进行了改进,通过模拟研究发现,截面改进后,换热管内的流场及温度场均有所改善,同时,相应的努赛尔数及阻力系数也有所增加；除此之外,本文还对转子边缘进行了开槽处理,研究了V槽、方槽两种开槽形状、开槽数量以及开槽尺寸对换热及阻力特性的影响,结果表明,转子边缘开槽之后,强化换热及综合性能提高。本文还对洁能芯的强化换热及阻力特性进行了实验研究,通过将不同结构形式的洁能芯转子混合穿装,并将所得实验结果进行对比,得到了不同的混合比例对换热及阻力特性的影响,从而总结出最优的混合方案,发现螺旋开槽转子与低流阻转子混合后可提高强化换热效果。本文还从数值模拟的角度对除垢技术的研究进行了系统介绍,在光管的基础上,对换热管内置洁能芯之后污垢的形成过程进行了模拟研究,并将所得污垢热阻随时间的变化规律与光管曲线进行对比,研究发现,相同条件下,换热管内置洁能芯后,污垢热阻远小于光管内污垢热阻,证明洁能芯具有自清洁性能。