1、換熱管內置彈簧插入物作為強化換熱技術，廣泛應用于實際工程中。雖然該技術可以提高傳熱系數(shù)，但是也會大大地增加管內流體壓降和阻力。本文對螺旋彈簧進行分段式處理，主要采用理論分析、數(shù)值模擬及實驗研究相結合的方法對換熱管內置分段式彈簧的流動與傳熱過程進行初步的研究。主要研究的內容如下：
　　(1)結合以往的研究成果，對內置分段式彈簧強化傳熱的機理進行探索性研究，通過彈簧動力學理論分析了彈簧的軸向傳播速度與彈簧參數(shù)之間的關系，得到節(jié)距大、中

2、徑小、絲徑大的彈簧產生的軸向波速大，有利于彈簧發(fā)生振動。結合場協(xié)同理論，分析了水—水工質下光管和內置分段式彈簧換熱管分別在不同雷諾數(shù)下的場協(xié)同角之間的關系。結果表明采取內置分段式彈簧的辦法不僅可以提高傳熱系數(shù)，而且可以降低流體在管內流動受到的阻力，對于提高強化傳熱的效率具有一定的指導意義。
　　(2)通過流體分析軟件Fluent對內置分段式彈簧換熱管內的流場進行數(shù)值模擬，分析了不同長度的分段式彈簧及彈簧的結構參數(shù)（節(jié)距、絲徑、中徑

3、）對管內流場、傳熱和阻力壓降的影響。模擬結果表明，當雷諾數(shù)相同時，內置分段式彈簧換熱管的Nu數(shù)相對于光管提高了2-4倍，內置分段式彈簧管的阻力系數(shù)比內置未分段式彈簧換熱管的阻力系數(shù)減小3倍左右。并通過數(shù)值方法分析了不同參數(shù)的分段式彈簧對傳熱的影響，得到采用節(jié)距較大，絲徑較大，中徑較小的分段式彈簧插入換熱管將使傳熱效果更好。該結論與上一章的理論分析相一致，說明采用內置分段式彈簧的方法有利于達到強化傳熱的目的。
　　(3)搭建了PIV

4、實驗平臺，通過粒子成像測速技術(PIV)對內置分段式彈簧管管內的流場進行測量，分別研究了不同參數(shù)(節(jié)距、絲徑和中徑)的分段式彈簧對管內流場的影響作用。并將所測結果和光管進行對比，結果表明內置分段式彈簧管的渦量場和速度場分布情況比光管的要好，在軸向和徑向上的速度均有提高，其中軸向速度提高了約1.2~1.6倍，徑向速度呈現(xiàn)出M型的波動變化，管內流體的平均速度與雷諾數(shù)呈線性關系。且內置節(jié)距大、絲徑大、中徑小的分段式彈簧管的流動效果最佳，此結果