毛细管是小型制冷空调设备的重要节流元件。目前,广泛应用于制冷量小于10kW的小型制冷装置中。毛细管结构简单,但管内两相流动过程相当复杂。以往的研究虽然积累了不少相关性的经验,但由于实验条件的限制,关于毛细管内节流相变的细节很少涉及。管内两相流动仍然缺乏全面的认识,因此对毛细管节流相变流动特性的研究还有许多工作要做。基于此背景,本文运用格子Boltzmann方法作为数值模拟手段模拟毛细管节流相变流动过程。通过将描述气液两相的自由能模型与格子Boltzmann热模型耦合,建立了一种新的描述气液相变的非等温格子Boltzmann模型。并根据数学模型,编写C++计算程序。模拟中以已有R600a实验数据为参考,通过分析设置算例中不同的计算条件,包括数学模型中相关参数的设定、压力分布、速度分布和边界处理格式的处理,最后得出最优模拟条件。本文模拟计算域为 0.692mm×0.692mm×69.2mm,0.692mm×0.692mm×103.8mm两种不同管径比的三维矩形毛细管。模拟给出了毛细管流动过程中流场的密度、温度、压力、速度等物理参量的分布情况,从更细微的角度研究相变过程。模拟结果表明:管内压降是驱动毛细管流动相变的重要因素,压降越大,相变程度越大。相变发生前,管中部温度高,存在较大的过热度,有利于液体成核,故在管中部相形成低密度区,并在低密度区开始发生相变。发生相变后,管中的气体迅速增多,管内由初期分布的小块气团发展成贯穿管中部的长气柱。最后出现环状流流型,在小型制冷装置中证实毛细管节流中存在该流型。在气液两相间存在高温边界区,说明相变过程中接近于气相状态的低密度液体可以不断的从高温界面处吸收热量,最后完全蒸发为气体。在速度分布上,模拟结果表明管中心区域气体的速度远远大于液体的速度,符合实际毛细管流动中心区域为高速区的现象。同时模拟中气体速度值与实际毛细管速度值相差不大,证明该模拟的有效性。