涡流发生器是一种广泛应用的被动强化传热元件,通常在换热器的换热壁面上以阵列形式布置,以产生诱导涡旋来减薄或破坏壁面边界层进而实现强化换热。对安装有相同迎流截面积的圆形楞、矩形楞和三角楞等5种涡流发生器的矩形通道进行了传热和流阻特性的研究。通过综合对比,表明圆形楞涡流发生器是一种低阻高效的新型涡流发生器。并进一步对安装有圆形楞涡流发生器的矩形通道进行了传热和流阻特性的研究。分析了在不同Re数下,圆形楞涡流发生器的楞长、布置方式、半径的大小和排列间距等几何参数对矩形通道的传热和流阻特性的影响。结果表明,圆形楞涡流发生器的最佳综合换热几何参数为:采用顺排靠边布置,楞长为4/8H,半径为2.5mm,排列间距在30~40mm之间。同时,这里还运用场协同理论分析得出,矩形光通道和四种不同楞长的圆形楞涡流发生器的协同数Fc均随着雷诺数Re的增大而减小,而且其变化趋势也越来越平缓,最终逐渐趋近于定值。其总体变化趋势与强化传热的计算结果反映的规律是相一致的。为研究圆形楞涡流发生器运行工况和结构参数对换热面污垢的影响。首先分析了CaSO4溶液的浓度、壁面温度和入口速度分别对污垢沉积率、剥蚀率和污垢热阻的影响。结果表明,随入口速度的增大沉积率和剥蚀率均增大,而污垢热阻值降低。随着壁面温度的增大沉积率、剥蚀率和污垢热阻均增大。随工质浓度的增大沉积率、剥蚀率和污垢热阻也是均增大。然后分析了圆形楞涡流发生器的楞长、布置方式、半径的大小以及纵向间距等几何因素对表面污垢沉积的影响。结果表明,污垢热阻值随着涡流发生器楞长的增加先减小后增大,且在4/8H楞长处出现最小值;随着涡流发生器列间距的增大而增大,当间距超过55mm后污垢热阻值会逐渐趋向于光通道的污垢热阻值;随着涡流发生器半径的增大而减小;相同列间距、半径以及当楞长为4/8H时,顺排靠边布置时其污垢热阻值最小。最后,通过对不同结构圆形楞涡流发生器的换热面污垢和综合换热的分析,可以认为,当楞长为4/8H、间距在35~50mm、半径在4~5mm时,圆形楞涡流发生器都能保持一个较好的抑垢和综合换热效果。