管内插入物强化传热技术，由于能使传热设备的换热效率显著提高，且有防、除垢的功能，一直受到传热学领域专家和学者的重视。由于大多数换热管存在严重的结垢问题，经济损失严重，甚至影响安全生产,使内插物传热强化技术得到了快速发展。虽然有些管内插入物强化传热技术已得到非常广泛的应用，但是，由于它们存在一个普遍问题，大多数内插物传热强化幅度有限，且硬垢防除能力一般。为了对这个问题作深一步的研究，寻求传热强化和防、除垢综合性能较好的管内插入物，本文提出一种新的内插物管传热强化技术：管内非对称螺旋轮传热强化技术。为了研究螺旋轮管的传热强化机理，本文对螺旋轮管环向流道管壁附近流体的流动规律进行了理论分析；为了实现螺旋轮管内自转以及其结构参数优化设计，本文从流体动力学的角度，得到螺旋轮的自转动力矩的理论公式。本文对内插螺旋轮换热管进行传热强化试验研究，并结合数值模拟结果进行了对比分析，结果表明：在立式装置中，不同流速下螺旋轮管的传热系数稳定值较普通光管约提高了85%，传热强化效果十分显著；在卧式装置中，相同流速下两种偏重加强型螺旋轮管的传热系数在趋于稳定后较普通光管分别提高了89%（与数值模拟结果86%基本吻合）和112%，传热强化效果较显著；在同等条件下，采用普通螺旋轮的偏重可满足管内防、除垢和传热强化的要求；在卧式装置中，相同条件下螺旋轮管的传热系数稳定值较之螺旋线管、扭带管，分别提高了95%和68%，其传热强化幅度更大，且对硬垢的除垢效果十分突出，试验后管壁未出现过度清洗的迹象。因此，螺旋轮传热强化技术更为高效节能。最后，对比普通光管，对内插螺旋轮管流体流动与传热进行了数值模拟，结果表明：内插螺旋轮管的流体流动呈三维螺旋线状；管内壁附近流体的轴向、切向、径向速度较光管明显增大，传热得以强化；管内流体湍流强度、管壁面平均对流表面传热系数跟光管相比显著提高，且管路阻力损失在一般工程允许范围内。因此，这种内插物传热强化技术具有广泛的应用前景。