严格地说，对强化传热方法的评价除了综合考虑其传热和阻力性能外，还需从制造工艺、安全运行、维修方便程度和技术经济性等方面进行比较。不言而喻，这一评价是十分复杂的。例如仅就技术经济性比较而言，采用某一种强化传热方法后，增加的传热量和多消耗的泵功在能量品质上是有差异的，此外传热量还和工艺流程的实现及产品价值相关。为此强化传热的评价方法很多，例如有基于热力学第一定律的Bergles法，基于热力学第二定律的熵产率法等。这里只简要地介绍Bergles法。

在诸多强化传热的评价方法中，Bergles提出的以综合考虑换热和流阻为计算性能评价指标的方法应用最广，因为该方法比较直观和简便，既可应用于仅对管内实施强化的情况，也适用于管内外两侧都实施强化的场合。其特点是用与基准换热面（一般采用光管换热面）的比值的大小作为评价指标。常用的三个性能评价指标（performance evaluation criteria，简写为PEC）如下：①在换热面积A和输送流体耗功P相同的条件下，计算强化换热面传热量Q与基准换热面传热量Qs的比值（PEC-1）；②在传热量和功耗相同的条件下，计算强化换热面的面积A与基准换热面面积AS的比值（PEC-2）；③在传热量和换热面积相同的条件下，计算两换热面输送流体耗功的比值P/Ps（PEC-3）。显然，这三个指标之间是相互关联的。若强化换热面的PEC-1值大于1，则PEC-2和PEC-3值将小于1，说明强化管件的综合性能比光管优越，且PEC-1越大，强化管件的性能越好。因此，计算一个性能评价指标（如PEC-1）就可以确定其他性能指标的趋势，并判断换热强化的效果。

在推导性能评价指标计算公式时，常作如下假设：①流体按常物性处理，且与换热面形式无关；②比较换热面的传热温差ΔT相同。现以管内单相流体强化换热为例，导出性能评价指标。

对换热器而言，在忽略管外流体及金属壁面热阻的情况下，比较的仅仅是管内换热的强化程度。在这种情况下，换热面的传热量为

式中，k、h分别为换热器的传热系数和管内流体的表面传热系数；ψ为换热器传热系数与换热器无污垢时传热系数k0的比值，ψ=k/k0，称有效系数；St为斯坦顿数，；M为质量流速，M=ρu；cp为定压比热容。

输送管内流体所耗的功率P为压降与容积流量之乘积，即

式中，f为达尔西摩擦系数；A为管子内表面积，A=πdil；di为管子内径；ρ为流体密度。

式（5-10）和式（5-11）是计算表征管内强化传热效果的性能评价指标的基本公式。当两种比较换热面的管径相同，不考虑换热面污染程度的差别（ψ=ψs）时，基于Bergles法的管内强化换热各性能评价指标的推导结果列于表2-2。表中带有下标s的各量为比较基准换热面即光管的相应数值，不带下标的为强化管的相应数值。

表2-2　管内强化换热性能评价指标计算公式

现以计算传热量相对提高的指标（PEC-1）为例，说明应用表2-2所列计算公式时应注意之处。强化管在表面传热系数提高的同时，流动阻力也会增加。为保持流体功耗相同，强化管的流速及相应的雷诺数应适当降低，并应满足表2-2中限制条件所列的相应公式。所以在应用表2-2所列计算公式时，对于Sl数和f值的计算，对基准光管和强化管应分别采用满足限制条件的不同雷诺数的数值（即Res和Re值），而且在按限制条件计算比较的两种表面的雷诺数之间的关系时，应采用逼近法。

显然上述评价指标的计算较为烦琐，为方便评价指标的计算，即在进行计算时对基准光管和强化管采用同一雷诺数值，而不需要预先计算表面满足限制条件的雷诺数的比值，可对上述方法作适当的变换。现仍以指标PEC-1的计算为例，在上述假设条件以及两种表面的功耗和换热面积相等的条件下，由式（2-11）可得

式中括号后的下标Re和Res分别表示应按强化管的雷诺数Re和比较光管的雷诺数Res的计算值。当管子直径相同时，式（2-12）可改写为(www.daowen.com)

假设光管湍流工况下的摩擦系数满足如下公式：

则

联立上述两式可得

由式（2-10）可得强化管与光管传热量的比值为

假设光管湍流工况下的表面传热系数满足如下公式：

则可得

将式（2-15）代入式（2-17）再与式（2-16）联立，可得

因此，根据强化管的表面传热系数和摩擦系数随雷诺数变化的关系式或试验数据，可按式（2-18）计算在换热面积和功耗相同时强化管与光管传热量的比值Q/Qs（即PEC-1）随雷诺数变化的关系曲线。根据类似的推导方法，可以得到指标PRC-2和PEC-3的计算公式。二个性能评价指标的计算公式列于表2-3中。当应用表2-3所列公式计算强化管相对于光管的性能指标时，不需要再预先根据比较条件计算两种比较表面之间雷诺数的比值，因为它已包含在各指标的计算公式中，故计算比较方便。但表2-3中的公式只适用于湍流工况下的计算。

表2-3　管内强化换热PEC计算公式

续表