管内外热量交换是石油、化工、食品等工业的许多工艺过程中都广泛存在的现象。在对管内强化传热研究的过程中,人们提出了无源强化传热技术(Passive Technology简称PT),而采用静态混合器是有效的强化措施之一。静态混合器是一种没有运动部件的高效混合设备,SMV型静态混合器通过固定在流体通道内的SMV型混合元件——一种波纹板组合,使流体微团产生各种运动,达到良好分散和充分混合的目的。鉴于此,SMV型静态混合器如同其它类型静态混合器一样被移植到了强化传热领域,成为PT技术的一种。本文从理论分析、数值模拟、实验测试等多方面研究了SMV型静态混合器的流动与传热特性。本文系统、详细地分析了SMV型静态混合器对流体的作用:剪切、分流、合流及旋转等,并认识了其中简单的周期性规律。SMV型静态混合器内流体以一定流速冲刷管壁,使管壁流体不断完全更新,从而阻止了流动与传热边界层的形成,这一特点与直圆管内入口段的流动与传热具有相似性。应用已有的直圆管内入口段的对流换热理论建立SMV型静态混合器内的传热模型,并求解得到了传热特性方程。数值模拟SMV型静态混合器内流动、计算传热系数是本文的重点,本文给出了详细的计算策略及重要步骤。数值方法的引入帮助我们首次认识了SMV型静态混合器内细微的流场结构,不仅证实了混合元件对流体的诸多作用,更直观的发现了交叉流的存在。根据模拟结果,本文从数值途径得到了SMV型静态混合器的压力降及传热特性方程。这些结论的得到,为进一步从数值角度研究SMV型静态混合器奠定了基础,提供了依据。最后,本文建立了套管式空气—水换热器试验台,对SMV型静态混合器的传热特性进行了进一步的研究。根据对实测数据的分析计算,不仅进一步验证了数值计算策略的可靠性,而且也从试验角度得到了SMV型静态混合器的管内换热系数,它比相同工况下的空管的传热性能提高了4.36倍。