附壁液滴蒸发广泛存在于喷涂打印、喷雾冷却、农药沉积和疾病诊断等实际过程中,其包含的蒸发动力学特性对实际过程有着重要的影响。近年来,附壁液滴蒸发过程受到越来越多的关注,而其中关于蒸发及其诱导的热对流之间的相互耦合关系也逐渐成为研究热点。已有的研究大多是针对常温常压环境中附壁液滴蒸发过程,很少涉及到低压纯蒸汽环境中附壁液滴的蒸发。在低压纯蒸汽环境中,蒸发驱动力更大,蒸发更强烈,蒸发诱导的热对流过程也更复杂,而目前对低压纯蒸汽环境中附壁液滴蒸发诱导热对流流型及其演变过程还知之甚少,对热对流和蒸发速率的耦合关系的认识更是一片空白。因此,本文拟采用稳态蒸发实验和三维数值模拟相结合的方法,对不同环境中附壁液滴稳定蒸发及其诱导热对流的耦合特性进行系统研究,分析液体种类、基底性质、气相压力和液滴尺寸等对蒸发速率及热对流的影响,揭示蒸发速率与热对流的耦合机制。主要研究内容及结果如下:（1）采用稳态蒸发实验研究了常温常压环境中附壁液滴蒸发过程。结果表明,乙醇和异丙醇液滴在紫铜基底上蒸发时,表面温度分布随液滴高度降低依次出现中心非均匀温度波动、热流体波（HTWs）以及Bénard-Marangoni（B-M）流胞。相较于铜基底而言,异丙醇在铝基底上蒸发时,表面只存在非均匀温度波动和胞状热流型。水滴在紫铜基底上蒸发时,表面难以观测到热毛细对流流型,仅在基底温度较高、且液滴高度较大时观测到由浮力对流引起的环状温度分布。基底温度升高或导热系数增大都将导致附壁液滴蒸发速率增加。对乙醇而言,蒸发速率受蒸发面积、表面温度以及热对流的共同影响,随着高度降低,其蒸发速率先减小、后增大。蒸发过程中,底部向上热对流将促使蒸发速率增大。对难挥发的水而言,蒸发过程无明显热流型,且其蒸发速率受蒸发面积、表面温度影响较小,因此,蒸发速率随液滴高度降低变化不大。（2）采用稳态蒸发实验研究了低压纯蒸汽环境中乙醇和水液滴的蒸发过程。结果表明,低压纯蒸汽环境中,强烈的蒸发冷却效应使液滴表面温度分布较常温常压环境中更均匀。当压比较大时,不管哪种液体,表面大部分区域温度分布均较均匀;当压比较小时,液滴表面将出现温度波动。对水而言,随着高度降低,液滴表面出现环状温度分布;对乙醇而言,当基底温度较低时,三相接触线附近出现稳态齿轮状热流型。随着基底温度升高,稳态齿轮状热流型将失稳,且液滴中心区域将出现热流胞。随着压力降低,水和乙醇蒸发速率均增大。在低压纯蒸汽环境中,随着高度降低,水和乙醇蒸发速率均先减小、后增大。（3）采用三维数值模拟方法研究了半径为2.5 mm的铜基底上乙醇蒸发过程。结果表明,当半径为2.5 mm时,浮力对表面热流型影响不大,但考虑浮力时与实验结果更吻合。由液滴内部流场和温度场可知,当压比为0.6时液滴表面存在由底部直达液滴表面的热流动引起的热流胞。当压比为0.9且高度较大时,液滴表面存在由浮力对流导致的中心高温区域。当压比为0.6时,无论是否考虑浮力对流,蒸发速率均随液滴高度降低先减小、后增大。当压比为0.9时,蒸发速率先随高度降低几乎保持不变,之后随高度降低逐渐增大。液滴蒸发面积与内部平均热阻是影响蒸发速率的关键因素。热流胞的产生将促使蒸发速率增大;热流胞发生转变时,蒸发速率也会随之变化。（4）通过对不同基底上附壁液滴蒸发过程三维数值模拟,结果表明,低压纯蒸汽环境中,相较于铜基底上的结果,半径为2.5 mm的PTFE基底上乙醇液滴表面温度更均匀。与铜基底上结果相比,当压比为0.6时,PTFE基底上首次出现热流胞的高度更高;当压比为0.9时,PTFE基底上中心高温区域更明显。PTFE基底上液滴蒸发速率比铜基底上更小,且这种差异随液滴高度降低更明显。由半径为1.5mm的铜基底上乙醇液滴表面温度分布、内部流场、温度场以及蒸发速率的变化可知,在低压纯蒸汽中,液滴半径小于毛细长度时,浮力可以忽略不计。