随着全球能源需求的增加,能源的高效利用变得尤为重要。工业用换热装置中,管壳式换热器占比最多,如何在节能降耗的基础上提高其换热效率则成为研究人员所关注的焦点,越来越多的强化传热技术不断出现并被应用。锥纹管是由北京化工大学在传统波纹管的基础上加以改良获得的新一代管型,拥有良好的传热能力。本论文首先采用数值模拟方法研究了锥纹管管内的流体流动特性与传热性能,并与其他管道进行了比较。其次采用了实验与数值模拟相结合的方法,研究了用锥纹管构造的管壳式换热器的流动特性与传热性能,并与光滑管换热器进行了比较。最后开发了换热器工艺设计软件。主要工作和结论如下:（1）对锥纹管管内的传热性能和阻力特性进行了数值仿真分析,并与圆弧波纹管以及光滑管进行了对比。发现在研究范围内,锥纹管的传热性能最好,和其它管型相比,锥纹管的管内努塞尔数分别比光滑管和圆弧波纹管提高了110%～140%和5%。锥纹管的压力降是光滑管的6～8倍,比圆弧波纹管增加了15%左右。虽然锥纹管的管内压力降较高,但锥纹管的综合换热性能较好,最高可达光滑管的1.25倍。此外,在数值模拟基础上,对锥纹管管内努塞尔数和摩擦系数的计算关联式进行了拟合。（2）对锥纹管弓形折流板换热器进行了实验与数值仿真研究。以水和油为传热介质,对其流动特性和传热性能展开了实验研究,同时与光滑管弓形折流板换热器的实验结果进行了对比。结果显示:在实验条件规定的流量范围内,与光滑管换热器相比较,锥纹管换热器的总传热系数在壳程流体为水时提高了5%～40%,在壳程流体为油时提高了5%～20%;管程压力降在管程流体为水的条件下升高了20%～70%,壳程压力降在壳程流体为水时降低了10%,在壳程流体为油时两台换热器无明显差别。同时开展了相关数值模拟,并基于实验和模拟结果,拟合得到了以水为介质时锥纹管弓形折流板换热器的壳程传热准则关联式,数值验算结果显示,其精度可以满足工程设计要求。（3）利用Py Qt5编写了换热器工艺计算软件,软件包含传统弓形折流板换热器和本文研究的锥纹管弓形折流板换热器。并通过工艺计算算例对本软件的可行性进行了验证,结果表明软件使用简单,结果可靠。