随着社会进步和经济发展,能源危机已经成为世界各国面临的重大难题之一。换热设备是石油、化工、动力、能源、冶金、航空、车辆、制冷、食品等许多高耗能工业部门广泛使用的工艺设备。在众多热力系统的投资中,换热设备占有较大比重,其性能的好坏直接关系到经济效益的高低。然而,大多数换热设备都存在着不同程度的污垢问题。由于污垢的存在,使得换热设备的传热能力下降,介质流动阻力增大,从而造成了一系列的经济损失,因此,换热设备的结垢问题受到了各国研究者的广泛关注。板翅式换热器是一种高效换热设备,具有结构紧凑、轻巧、传热效率高等许多优点。然而由于其流道狭小,在相同的条件下结垢对其性能的影响较一般类型换热设备更为严重。针对这种情况,本文研究了一种能够产生混沌流的流道(混沌翅片流道),采用了理论分析、数值模拟和实验研究三者相结合的方法,对该流道的抗结垢性能进行研究。结合传质的特点,将反应器内研究混合情况的停留时间分布(RTD)概念引入流道抗结垢研究中,介绍了贝克列准数Pe的物理含义。同时,通过贝克列准数Pe与传热及传质之间联系指出了贝克列准数Pe是衡量管内对流传质的重要标志参数,并对其抗结垢效果做了定量分析,揭示了其在抗结垢方面应用的优越性。采用数值计算方法,应用大型FLUENT软件对混沌翅片流道内的流动性能进行数值模拟计算。模拟了流体在该混沌翅片流道内随流动的发展情况,流道内流体的雷诺数Re、普朗特数Pr、流道几何尺寸对流动及抗结垢性能的影响,并且与三角形直翅片流道进行了对比。结果表明,该混沌翅片流道具有较好的抗结垢性能。根据数值计算结果,拟合出了贝克列数Pe和流体及流道几何参数之间的准数关联式,为该类型流道在抗结垢方面的工程实际应用提供一定的参考。在本文的最后对这种流道的抗结垢性能进行了实验研究。实验结果表明,它与数值模拟结果相一致,从而证明了数值模拟的正确性和可靠性。总之,这种流道在抗结垢方面将具有广阔的应用和发展前景。