基于实际工程中应用的设置于回转型壳体内侧或外侧的螺旋角钢夹套，本文开展了对三角形螺旋流道流体流动及传热性能的研究。三角形螺旋流道因其截面形状不同于矩形、圆形或半圆形等其它螺旋流道，故流道内流体的流动和传热性能亦有别于其它螺旋流道。但到目前为止，对三角形螺旋流道内流体流动与传热性能研究的文献并不多，理论分析及指导工程应用远没有达到要求的水平。基于流体动力学、数值传热学，采用张量分析，建立了正交螺旋坐标系下螺旋流道充分发展层流流动及传热的数学模型，采用数值法求解了内尖和外尖三角形螺旋流道的流场及温度场。分析了雷诺数、流道曲率、挠率以及普朗特数对两种螺旋流道内流体流动与传热性能的影响，并比较了两种流道层流流动和传热的性能；结果表明外尖流道横截面上流体的二次流为稳定的两涡结构；随Dean数增大，内尖流道流体的二次流由两涡转变为四涡结构；传热系数随曲率、Dean数和普朗特数的增大而增大；当同是内壁面受热时，相同条件下内尖流道的传热系数大于外尖流道的传热系数。实验测量了高、低雷诺数下内尖和外尖三角形螺旋流道的流场分布，研究了两种流道内充分发展段流体的流动特性；通过传热实验求得了外尖流道内流体和反应器壁之间的耦合传热系数。结果表明柱坐标系下流体的周向速度最大值偏向外壁面；雷诺数增大，二次流强度增强，外尖螺旋流道的传热系数增大。与低雷诺数时相比，高雷诺数时传热系数增大的速度较小。对湍流状态下内尖和外尖三角形螺旋流道流体流动和传热性能进行数值研究，分析了雷诺数、流道结构和流体粘度随温度变化的影响，比较了两种热边界条件下两流道流体流动和传热的性能。指出相对于粘度恒定的流体，变粘度流体流动阻力较小，但平均努塞尔数较大。给出了两种螺旋流道流体流动和传热的关联式，为其工业化应用提供了理论依据。在外尖三角形螺旋流道内壁面中心布置扰流柱强化流体传热，分析了单个扰流柱柱后流场的性能及强化传热区域，比较了扰流柱尺寸、个数及形状对不同曲率外尖流道流体传热的强化效果。结果表明扰流柱柱后流体的流动发生了明显改变，带柱流道的传热得到明显强化，柱尺寸越大，数量越多，强化效果越好，但阻力损失也越大。当扰流柱高度、数量和截面积相同时，方形扰流柱的强化传热效果最好。