低纬度地区广义上是指地表南北纬度范围为30度-40度,包括热带、副热带。由于地理位置的特殊性,是太阳辐射的集中区、气候变化的均匀带和大量生物资源广布区。低纬度地区岛礁被海洋环抱,拥有丰富的海水资源。我国低纬度地区位于南部,分布有众多岛屿,海水资源广布且海水的温度在一定深度下受外界气温的影响小,海水温度相对稳定,非常适合作为冷凝器放热的热汇。抛管式换热器作为海水换热装置的关键部件,以其较高的换热效率,紧凑的结构及清理加工的便利得到了广泛的应用。因此,本文针对我国低纬度岛礁地区海水换热装置的抛管式换热器传热性能进行数值模拟研究及试验验证。并且基于我国低纬度岛礁地区夏季海水温度低于空气温度且较稳定的特点,本文着重研究抛管式换热器与管内外流体流动间的耦合对海水换热装置性能的影响。首先,建立了夏季工况下海水换热装置的数学模型,并在我国南部某临海市测试了海水水文条件。在夏季工况下,对海水沿垂直向的温度分布和速度分布进行了测试,并对海平面上方空气的温湿度进行了测量。将测试数据整理分析后导入FLUENT数值计算中,进而模拟分析海水换热装置管内外对流换热过程。其次,利用数值模拟的方法,分别研究了抛管管径、抛管管长、管内流体流速、管材热导率、曲率比δ和无因次节距H_o对该换热器换热特性的影响。并模拟了夏季工况下抛管内外的表面传热系数比值变化规律,在模拟工况下当管外流速范围为0.1~0.2 m/s,管内流速范围为0.2~0.6 m/s时,可知表面传热系数管外比管内小,进而说明热阻主要集中在管外,传热的主要影响因素在管外。最后,以我国南部低纬度岛礁地区的海水换热装置为例,给出了抛管式换热器管内外传热准则关联式并对其影响因素进行了分析。依据优化理论,对海水换热装置的结构参数进行分析,并对其综合性能进行评价,结合现场测试数据和模拟数据分析并给出一种可以在实际工程中应用的抛管式换热器优化结构。