随着我国社会的不断发展,大量引进LNG将对优化我国的能源结构发挥重要作用,与LNG有关的专用贮存设备和气化设备的研究也己成为学术界的热点。LNG接受站气化器类型较多,但是利用太阳能来直接气化LNG的研究比较少。与传统的气化器相比,U型管式全玻璃真空管太阳能气化器有着许多优点,像结构轻巧,拆装方便,适用于用气量小的场合；但也有其特殊性,例如全玻璃真空管对太阳能辐射强度的吸收率以及热效率,U型管的结构布置,U型管内存在着液气相变的动平衡过程,以及出口处的气化率等。为了实现合理设计,需要对U型管内气化过程的流体流动及传热规律进行分析,探讨更为合理的结构和操作参数,给工程实际应用提供参考依据。本文首先建立了U型管太阳能集热器性能的理论模型,使用热阻图来确定集热管的热效率方程,集热器的总热损系数和效率因子,提出了U形管中的相变现象和强制对流换热沸腾现象中可能存在的流型,以及换热系数的改变对气化过程的影响。分析了太阳能气化器中U形管内流体的流动与传热过程,建立了多相流流动的数学模型,确定流体的物性参数及边界条件,以及相变的UDF程序,为下一步的数值计算提供了依据。通过对U型太阳能真空管进行气化数值模拟,分析了气化器管程流体流动与换热状况,对影响U型管太阳能气化器的结构和操作参数方面进行了讨论,描述了U型管内流体的气液分布和流动情况,获得了影响气化率的因素。通过对整个气化系统的综合分析,完善了LNG从气化到气体的加热过程,最终获得常温下的天然气供用户使用。在模型计算的过程中,采用变物性参数的方法考虑浮升力的影响。最后,分析了其经济和环保效益。