管内凝结换热现象广泛地存在于工业热交换的过程中,而凝结液膜为管内凝结换热过程中的主要热阻,对管内凝结换热进行研究及提高管内换热性能对经济效益的提升和促进能源的有效利用有着重要的意义。在管内蒸汽凝结换热过程中,冷凝形成的液膜是影响换热效果的最重要的因素。针对竖直圆管内的蒸汽凝结,基于边界层理论,考虑蒸汽流动引起的剪切力,建立了液膜的物理及数学模型,对于竖直管内纯蒸汽凝结换热液膜分布规律和换热特性进行了分析研究。研究结论如下:(1)纯蒸汽在竖直圆管中进行凝结换热,液膜的厚度及温度的分布对管内换热效果产生了较大的影响;(2)液膜的厚度与传热系数沿轴向换热长度变化的普遍规律为:液膜的厚度自管口处随换热长度的增大而逐渐变大,但变化梯度逐渐变小;传热系数自管口处随轴向换热长度的增大而逐渐变小,变化梯度亦逐渐变小;(3)其他条件不变时,在相同的换热长度处液膜厚度随蒸汽流量的增大而变小,且不同质量流量对应液膜厚度的差值在管子前半段明显大于后半段,相同位置处入口蒸汽流量越大则传热系数越大;(4)其他条件不变时,在相同换热长度处液膜厚度随入口蒸汽温度的升高而增厚,传热系数随蒸汽温度的升高而减小,且不同蒸汽温度对应液膜厚度差值沿轴向蒸汽流动方向逐渐变大;(5)其他条件不变时,在轴向相同的换热长度处液膜厚度随壁面温度的升高而变小,传热系数随壁温的升高而变大,且不同壁温对应液膜厚度差值沿蒸汽流动方向逐渐增大;(6)其他条件不变时,在相同的换热长度处液膜厚度随圆管内径的增大而增大,且不同内径所对应液膜厚度差值在管子前半段大于后半段,相同位置处管子内径越大则传热系数越小。针对管内蒸汽的凝结换热特性,在物理及数学建模基础上进行数值计算,对倾斜放置的圆管的凝结换热特性进行了比较细致的分析研究,得出结论如下:(1)其他条件不变时,在相同的换热长度处传热系数会随蒸汽温度的升高而变小;(2)其他条件不变时,在相同的换热长度处液池深度随圆管内径的增大而变大,但传热系数会随内径的增大而变小;(3)其他条件不变时,在相同的换热长度处,圆管倾斜角度越大,传热系数越大。