在这个世界上,人类的任何活动都离不开能源,优质的能源以及如何更好的利用能源更是社会发展所必需的。现如今,能源短缺等问题日益严重,已经受到全世界的普遍重视。解决能源问题,不仅要加强对各种新能源的开发,更要合理高效地利用现有的能源。管壳式换热器作为一种常见的换热设备,活跃于各种工业领域,其内部介质多种多样,但大多都夹杂各种污垢与杂质,设备运行时间长了,杂质沉积在换热管表面,不仅影响换热效率,对设备的运行安全问题也会形成很大隐患。本文对强化传热技术的理论基础、分类以及国内外研究现状进行了简要的介绍,接着对于换热器强化管程换热的方法之一——在管内加入内插件进行了深入研究。首先,运用有限元分析软件FLUENT对介质为水时内置螺旋两叶片以及螺旋加轴两叶片两种结构组合转子的换热管的综合传热性能进行了三维模拟,比较了两种转子的努塞尔数Nu、阻力系数f和综合传热性能PEC,并对比了指定特征截面流体的速度云图、温度云图和湍动能云图；同时对介质是浓度为60%的甘油水溶液时螺旋两叶片转子在换热管内的旋流特性进行了模拟分析研究,通过分析内置一个螺旋两叶片转子的换热管内的Nu沿轴向的变化规律,并对比不同轴向位置横截面的纵向涡量云图、轴向速度云图和湍动能云图,得到螺旋两叶片转子的旋流长度。接着,本文对现有两种洁能芯转子——螺旋开槽两叶片转子和螺旋三叶片转子的不同组合方式在介质为高粘度流体工况下的传热及阻力特性进行了实验研究,得到了相关条件下较好的组合排列方式。最后,本文介绍了挂件在换热器强化传热中的作用和影响,并运用有限元分析软件ANSYS对现有两种挂件——低流阻快装挂件和内导流式自撑紧挂件的实际应用中的应力和变形情况进行了模拟分析,在分析结果的基础上对结构进行改进,同时针对挂件在实际应用中存在的问题介绍了两种新型挂件结构。