带有空气强迫对流冷却系统的制冷装置在国民经济中得到广泛的应用,如与人民生活密切相关的小型制冷装置间冷式电冰箱、家用空调和汽车空调系统等,用于食物冷藏的中大型制冷装置气调冷库等以及长途保鲜运输所用的冷藏集装箱等。间冷式冰箱由于采用强化传热的翅片管蒸发器,翅片间距有限,其外侧空气则处于风机驱动下的流道中强迫对流状态,此时蒸发器外表面的结霜就不仅仅是传热热阻问题,还与空气强迫对流的阻力特性有关,将直接影响到循环于各间室的空气流量,亦即影响到各间室的储藏温度,是个不可忽视的问题。这就要求对强迫对流条件下蒸发器动态结霜与换热特性进行研究。对制冷装置性能的研究通常包括实验研究和仿真研究,实验研究的结果可靠性好,能真实地反映实际,因而是人们深入了解装置性能不可缺少的手段。但单纯的实验研究投资量大,具有一定的局限性,往往造成新产品的开发周期较长,不利于市场竞争,而且希望通过实验研究获得优化的结果也相当困难。采用建模分析后计算机仿真的方法,可克服单纯实验的不足,一个较好的仿真模型可较全面地反映装置各部件之间的关联,弥补实验研究的缺陷,能与实验研究一起为装置的设计和改进提供依据。本文研究了间冷式冰箱蒸发器的下列几个课题:建立翅片管换热器的动态分布参数模型。分析间冷系统翅片管蒸发器的特点,从基本的守恒方程出发,分布参数微元化求解方法,建立了翅片管蒸发器霜动态模型,并采用制冷剂物性简化计算方法。通过对蒸发器结霜的深入研究,建立翅片管换热器的结霜过饱和模型。在比较成熟的分子扩散模型基础上,考虑霜表面的水蒸气处与过饱和状态,并改进现有的用来计算霜表面水蒸气过饱和度的计算公式,使之能适用不同的温度工况,并建立蒸发器结霜过饱和模型用来预测换热器结霜过程中结霜量,能量传递系数,霜的密度和厚度的变化以及空气侧压降。为验证间冷式冰箱蒸发器结霜和换热模型的合理性和准确性,本文通过将仿真结果与实验数据进行了比较,该模型的仿真结果与实验数据基本一致。在以建立的结霜过饱和模型的基础上,对翅片管换热器的结霜工况下的翅片间距进行优化。由于在结霜过程中,结霜量,换热量是影响换热器主要性能和运行时间的参数,因此本文选择这两个变量作为目标函数。翅片间距的适用范围为其限制条件。本文使用Taguchi方法来对换热器的翅片间距进行优化。最后作者简要阐述了本文研究工作中的不足和进一步的研究设想。