随着换热器强化传热技术的发展，换热管内插螺旋与液固两相流复合传热技术技术实现了传热强化和防、除垢双重效果，具有非常广阔的工程应用前景。本文从理论研究、数值模拟和实验研究与应用几个方面深入分析了管内插螺旋线对液固两相流流动、传热的问题，同时对其防、除垢特性进行了分析，论文主要内容如下：首先，简要分析换热器强化传热技术的发展趋势与状况，进一步对液固两相流强化传热技术的国内外发展状况、数值模拟和测试手段进行了总结，概括了DEM-CFD耦合方法在液固两相流中的应用与国内外研究现状，提出了本文的研究思路与方案。其次，介绍了离散元素法基本原理，对液固两相流中颗粒碰撞过程进行了动力学模型分析，包括颗粒模型的选择、颗粒接触判断及模型分析、颗粒的运动方程。第三，采用Fluent-DEM耦合方法模拟研究了管内插螺旋线对液固两相流的影响。对比分析了光管、内插螺旋管、加入固体颗粒管及两者相结合管内强化传热规律；在采用正交因素分析法基础上，研究分析了螺旋线外径、颗粒浓度对传热和管段压降的影响。从颗粒的运动的速度大小和方向具体分析了固体颗粒在管中流体充分发展区域内的运动方式，颗粒-颗粒、颗粒-壁面的碰撞次数和颗粒-壁面接触作用力的大小，分析了该复合强化传热技术中颗粒对强化传热的微观作用。第四，根据传热学和流体力学理论设计了内插螺旋液和固两相流复合传热实验方案，模型中考虑了流体-颗粒的相互作用及对传热和流动的影响，通过对比Nu分析了光管、内插螺旋、加入固相颗粒及两者相结合管内传热效果，并将模拟值与实验值进行比较，验证了模拟的可靠性。通过不同传热温差下防、除垢实验研究发现：管内插螺旋线和加入固体颗粒可以进一步强化传热，降低壁温，延长污垢生成诱导期。综合数值模拟和实验研究发现：插螺旋线使得管内流体呈螺旋流动增加了流体流动的路程，同时增加了固相颗粒的离心力使得固体颗粒更加贴近传热面，更多的颗粒与壁面发生碰撞，扰动了流动边界层和温度边界层，增大了湍流强度同时流体也具有对传热面有剪切作用力，这些因素综合效果使得复合强化传热的Nu与光管、内插螺旋管、加入固相颗粒管相比传热系数大幅度的提高。因此该复合强化传热技术具有广阔的应用前景。