近年来,随着风电技术的不断进步,风力发电单机装机容量逐步增大,发热量也随之增大。发电机温度过高或散热不良会损坏设备,缩短其使用寿命。因此,亟需寻求一种能够对风力发电机进行有效散热的低成本和简单方便的措施。本论文以一台2MW风力发电机组空-空冷却器作为参考样机,提出用一种新型涡节强化换热管代替冷却器中的光管,并模拟新型涡节管空-空冷却器的流动与换热过程,研究其强化换热能力与流动阻力特性。论文首先基于结构力学理论建立涡节强化换热管几何模型,然后针对2MW风力发电机组空-空冷却器选取换热单元,并建立相应模型。采用SST k-ω湍流模型对空-空冷却器换热单元进行流动与换热过程模拟,结合速度与温度场对比研究了光管与涡节管两种空-空冷却器管内及壳侧流体流动与换热特性的差异。结果表明,用涡节管代替光管后,冷却器管内及壳侧流体的换热能力得到不同程度的强化,且管内强化优于壳侧。计算的Re范围内,涡节管空-空冷却器具有较优的管内和管外综合传热性能因子,分别可达1.9和1.17;壳侧热空气的温降由4.3-10K增大到8-15.5K,降低了发电机的温升,提高了对发电机的冷却能力。同时发现,冷却同等热量,涡节管空-空冷却器比光管空-空冷却器可减小约42%的体积,从而降低成本、提高经济效益。为进一步提高涡节管空-空冷却器壳侧流体的强化换热效果,研究了不同结构参数对空-空冷却器壳侧流体流动换热特性的影响。发现同一进口流速下,挡板远离冷却管出口、横向管间距减小、纵向管间距适当增大和长径比缩小,均可有效提高涡节管空-空冷却器壳侧流体的综合换热性能。