满液式蒸发器是空调制冷、能源动力和石油化工等行业广为应用的大型换热设备。随着我国大型公共建筑的发展和节能减排要求的不断提高,满液式蒸发器已普遍用于大型冷水机组、热泵机组和冰蓄冷制冷机组中,蒸发器内部管材也由光管发展为具有内螺纹结构和管外三维低肋结构的双侧强化蒸发管,大幅度地提高了蒸发器换热效率和机组性能。近几年,随着变频水泵变流量技术的普及应用,冷机蒸发器管内水的流速也随空调制冷工况的变化而变化,管束外蒸发工况也随冷冻水供水温度变化、是否蓄冰等要求而变化,由此带来了诸多管内外流动与传热的新问题。具体地讲,首先,因空调水系统变流量调节而使得满液式蒸发器管内雷诺数由10000～40000往下扩展到4000～40000,研究发现,对于内螺纹强化管而言,在较低雷诺数尤其是在2300<Re<20000范围内,对管内流态的判定、流阻的计算、对流换热的计算等基本问题仍然没有得到较为统一、公认的结论。其次,在空调制冷各类满液式蒸发器的蒸发温度变化范围(基本在-8～12℃之间)内,对于外表面三维低肋强化蒸发管而言,其单管管外和管束外池沸腾传热影响特性、变化规律、传热计算、管束效应等问题到目前也没有得到很好地解决,高效强化管管束外池沸腾试验研究也鲜见报道。目前,因上述理论和试验研究的严重不足,各类强化管的管内流动传热和管外沸腾传热特性只能依赖于厂家的“一管一测”式的测试实验,测试成本高、数据误差大、缺乏普适性数学计算模型,难以推广应用,严重制约了满液式蒸发器的设计、开发和创新发展。因此,本文针对以上问题,研究满液式蒸发器较为常用的内螺纹—外凹穴结构强化管的管内流动与传热特性,研究强化管管(束)外沸腾传热特性。首先,本文针对满液式蒸发器双侧强化蒸发管在较低雷诺数范围管内单相流动阻力和对流传热规律尚未解决的问题,研究满液式蒸发器在较低雷诺数范围内管内流动阻力系数和对流传热系数试验新方法,分析、设计池沸腾下管内较低雷诺数流动换热试验系统,完成试验系统建设和调试,为后续试验研究管内单相流动换热问题提供精度高、稳定性好的试验系统。第二,利用上述试验系统,在较低雷诺数范围内,开展内螺纹管内流动阻力系数和管外池沸腾工况下管内对流传热系数的试验研究,建立内螺纹管内阻力系数和传热系数的试验关联式,揭示内螺纹管管内湍流临界雷诺数变化规律,为管内过渡流到湍流流态判断提供判定依据。本文工作表明,本文提出的内螺纹管阻力系数f和传热系数j因子幂指型函数试验关联式能够很好地描述管内流动与传热变化规律,本文提出的内螺纹管管内过渡流到湍流变化的临界雷诺数幂函数关联式在适用范围内具有较好的预测精度。第三,为研究外凹穴结构强化管在管外较低蒸发温度范围内的池沸腾传热特性,本文采用热阻分离法来获得管外沸腾传热系数,采用同源法误差控制方法指导误差控制,完成了试验系统的设计、加工和建设等工作。结果表明,本文建立的试验系统具有较好的可靠性和稳定性。第四,利用上述试验系统,以R134a为制冷剂,在给定的蒸发温度和热流密度范围内,试验研究外凹穴结构管单管外池沸腾传热特性;由试验结果,研究管外沸腾传热系数随热流密度和蒸发温度的变化关系,试验研究外凹穴结构管的沸腾传热强化效果,分析工况参数变化对管外沸腾传热系数的影响大小,建立管外沸腾传热系数与工况参数和制冷剂物性参数之间的试验关联式。结果表明,本文建立的外凹穴结构管单管外池沸腾传热系数试验关联式具有较好的预测精度。第五,管束效应是研究解决高效强化管管束外池沸腾传热的关键问题,本文针对管束效应及其试验研究不足等问题,采用同源法管束效应试验方法来进行试验设计,完成试验段设计、控制系统设计、试验系统的加工和建设。调试结果表明,本文建立的强化管管束外池沸腾管束效应试验系统具有较好的稳定性,试验系统的可靠性达到甚至于优于国际公认的指标要求。第六,利用强化管管束外池沸腾管束效应试验系统,以R134a为制冷剂,在给定的蒸发温度、热流密度和管排深度变化范围内,首先试验研究外凹穴结构管管束外池沸腾管束效应;根据试验结果,建立外凹穴强化管管束效应与热流密度、蒸发温度和管束排深之间的试验关联式。结果表明,本文提出的外凹穴强化管管束外池沸腾管束效应试验关联式在试验工况范围内可以较高精度地描述试验管的管束效应变化规律。