随着经济的发展,能源短缺问题日益突出,通过强化传热技术提高换热器的换热效率是节能减排的重要手段。由于泡沫金属具有高的比表面积等特点,广泛应用于强化传热领域。然而得到高的强化传热效果的同时,往往需要付出较高的压降代价。因此,为了实现高的换热效果和小的压降阻力。本文提出一种管内扭带状泡沫铜强化传热元件,并通过实验研究在湍流工况下管式换热器中插入泡沫铜扭带的换热特性、阻力特性和强化传热综合性能,并创建管内插入泡沫铜扭带的Nu和f的实验关联式。根据边界层理论和核心流理论,分析了泡沫铜扭带强化传热的可行性。设计并搭建了管式换热器实验平台,通过不确定度计算和光管验证实验,验证了所搭建实验平台的可靠性。为了考虑扭带厚度对泡沫铜扭带强化传热相关特性的影响。通过实验研究了管式换热器插入不同扭率的实心厚扭带对换热特性和阻力特性的影响,并与相同雷诺数下传统扭带的经验关联式的计算结果进行对比。结果表明,扭带厚度的增加,Nu和f均得到一定增大。考虑孔隙密度对泡沫铜扭带强化传热相关特性的影响,实验研究了管内插入不同扭率和不同孔隙密度的泡沫铜扭带的换热特性和阻力特性,结合实心厚扭带分析了泡沫铜扭带强化传热相关特性的机理。并与相同雷诺数下光管经验关联式的计算结果进行对比。研究表明,对于同种扭率,不同孔隙密度的泡沫铜扭带,随着孔隙密度的增加,插入泡沫铜扭带换热管的换热特性先增大后减小,阻力特性先增大后减小。所研究的不同扭率、不同孔隙密度的泡沫铜扭带的换热特性和阻力特性均高于光管。研究发现,扭率为3,孔隙密度为90PPI的泡沫铜扭带的综合传热性能指数最大,PEC值为0.99～1.06。其换热和阻力分别是光管的1.99～2.05倍和7.32～8.17倍,与完全填充孔隙密度为12PPI泡沫铜的换热管相比,压降降低1780%。根据实心厚扭带的实验数据,结合传统扭带Nu和f的经验关联式,建立了考虑厚度影响的实心厚扭带Nu和f的实验关联式。联合该实验关联式与泡沫铜填充管的经验关联式,创建了插入泡沫铜扭带换热管Nu和f的实验关联式。通过泡沫铜扭带实验关联式计算的Nu和f,与实验结果对比,其误差范围在±4%和±5%。