随着紧凑型热交换器的广泛使用,许多科研人员已经密切关注着它。在不显着增加其设计成本的情况下进一步提高紧凑热转换器效率的方法已得到积极开发,使用扭曲的N瓣管就是其中之一。但是,对于三瓣管和四瓣管的研究通常仅限于以水为工作介质的情况,并没有详细分析四瓣管的结构参数对流动特性和传热的影响。因此,这项工作从四瓣管结构特性对流动特性和传热的影响方面进行了全面的分析。同时,还对三瓣管和四瓣管进行了比较。针对超临界CO2,CH4和水这三种介质,研究人员研究了运行条件对流动特性和传热特性的影响。首先,使用ANSUYS FLUENT软件包,使用以下设置开发了所考虑横截面几何形状的三维模型:稳态、SST k-ω湍流模型。接下来分析了结构参数对压降、传热系数和TPF的影响。结果表明,管的L/D比和扭曲角α越高,导热率和压降就越高。然后通过分析TPF值(与传统圆管的传热效率相比),可以得出最大TPF的计算公式。对于四瓣管:L/D=0.05,α=1.285o;对于三瓣管:L/D=0.05,α=2.57o。之后,对这些横截面形状进行比较,最终选择了四瓣管进行更深入的研究。其次,分析了运行条件对超临界CO2,CH4的影响以及对水的流动和传热特性的影响。结果表明,对于这三种给定的工作介质,TPF随着雷诺数的增加而减小。在临界点之前,随着入口温度升高的超临界CO2,在较低的温度和热通量下显示较高的TPF。而在临界点之后,在较高的温度和热通量下显示较高的TPF。这是鉴于S-CO2特性的非线性性质。压降和热传递随着超临界CH4的温度升高而增加。根据模拟数值的结果,针对以上三种工作介质建立了相关方程。这些方程式具有实用价值,因为它们使人们获得所考虑情况的主要流动和传热参数。这些方程式的验证表明,它们可用于预测研究中获得的流量和传热参数。