换热设备是实现能量利用的主要手段之一。换热器的结构对换热性能有着重要的影响。普通的螺旋板式换热器的流体运动方向平行于壁面,换热能力可以进一步得到提高,且换热板件间焊有大量定距柱,焊接位置产生应力集中。基于波纹管式换热器的优点,根据国家和行业标准,设计了一种波纹结构的螺旋板式换热器。通过改变换热板的结构形状,实现螺旋板式换热器由平行流向垂直流的过渡,压缩边界层厚度,提高换热能力。采用数值模拟的方法,研究波纹板结构对螺旋板式换热器的传热性能和阻力的影响,以及波纹结构对改善局部应力的作用。数值模拟结果与实验总结的经验公式对比分析表明:根据本文采用的湍流模型、算法和边界条件的设置,仿真结果与实验值最大误差为3.72%,可以满足工程设计要求。分析数值模拟结果,当雷诺数为35839时,波纹型螺旋板式换热器的综合评价系数是普通螺旋板式换热器的1.2倍,优于普通螺旋板式换热器。对波纹几何参数的波距L、波高h和波纹半径r采用单因素控制变量法分析,研究其对螺旋板式换热器性能的影响。结果表明,雷诺数在12799～52000区间内,波纹型螺旋板式换热器综合评价系数优于普通螺旋板式换热器,且当雷诺数为34000左右时,换热器的综合评价系数出现最大值。通过比较综合评价系数,确定波距L为68.0 mm、75.0mm和125.0 mm,波高h为3.5 mm、4.5 mm和6.5 mm,波纹半径r为14.3 mm、17.5 mm和40.0 mm这三组结构参数为研究对象。采用三因素三水平的正交试验方法,比较三个因素对综合评价系数的影响。当雷诺数为33279时,波纹高度为3.5 mm,波距为68.0 mm,波纹半径为14.3 mm时综合性能最好,其综合评价系数是普通螺旋板式换热器的1.494倍。基于ANSYS中的Static Structural模块分析最优参数下的波纹型螺旋板式换热器的最外侧的换热元件的应力,结果表明:定距柱处应力降低了24.05%,能够改善应力分布状态。研究结果表明,对综合评价系数影响最大是波纹板波高,其次是波距,波纹半径的影响最小。在雷诺数为12799～63999时,对波高做无量纲处理（H/h）,应用LevenbergMarquardtde的方法,拟合努塞尔数与H/h的准则关系式,并与设计手册通用公式和实验总结的关联式对比,系数与指数为同一数量级,验证了准则关系式的合理性。