对低饱和蒸汽压液态工质(如水、甲醇等)小温差下蒸发,为了避免液体内部静压对其蒸发饱和温度的影响,传统的低压蒸发器通常采用降膜蒸发,如溴化锂吸收式制冷机降膜水蒸发器。降膜蒸发需要液体循环泵和喷淋布液装置等辅助设备,不利于设备小型化和微型化。为此本文引入另外一种膜态蒸发形式:毛细辅助蒸发,将其应用到小型和微型制冷设备中。毛细辅助蒸发是利用微细通道对液体的毛细抽吸作用形成蒸发薄膜,是一种被动成膜方式,它不需要任何的辅助设备即可实现均匀布液,蒸发器结构简单紧凑、运行可靠、成本较低。以往针对毛细辅助蒸发换热开展的研究绝大多数集中在微小尺度(毫米级以下)领域,常规尺度领域研究极少。因此,本文将这种广泛应用于微小尺度领域的高效蒸发换热方式扩展应用到常规尺度领域,即应用于小型和微型制冷设备内低饱和蒸汽压液态工质蒸发。为了深入认识毛细辅助蒸发过程中的热量和质量传递机理,解决在常规尺度领域应用时可能遇到的问题,本文分别从理论和实验的角度开展了研究。本文首先针对横圆管外表面周向微细矩形槽道内液态工质毛细辅助流动蒸发开展了系统深入的理论分析,建立了完整的数学模型。通过数学模型深入研究了毛细辅助蒸发过程中液态工质的流动特性和蒸发换热特性,研究结果表明:沿液体流动方向槽道轴向截面内弯曲汽-液界面的固有弯月面区曲率逐渐增大,截面总的吸热量逐渐增加。对某一轴向截面吸热区域主要集中在弯曲汽-液界面的左上角和右上角。相同条件下轴向截面总的吸热量水的大于甲醇,但是对于相同的槽道结构参数、相同液体入口位置、相同汽相压力和槽道壁面过热度,同一槽道轴向截面甲醇的动态接触角比水小得多,因此截面内总的吸热量高于水。此外,理论分析表明存在一个最大的槽底直径,当超过此直径时将出现角落流,严重削弱槽道承载热流能力。最大槽底直径随槽道壁面过热度增加而减小,随槽道深宽比增大而增大。为了对所建立的数学模型进行验证,本文对周向微细矩形槽道内毛细辅助流动蒸发换热开展了实验研究,搭建了单管测试实验装置。根据理论分析结果,槽宽分别取0.5 mm和0.2 mm,槽深分别取0.5 mm和1.0 mm,槽道壁厚均为0.15 mm,即共有四种管型,液态蒸发工质选取水和甲醇。实验结果表明:槽道液体入口位置,即液位对毛细辅助蒸发换热影响最为显著,槽道节距P=0.35 mm,槽宽W=0.2 mm,槽深D=1.0 mm,槽底直径D1=17.0 mm,槽道倾角ω=90o,蒸发饱和温度Te =5.0±0.1℃,槽道壁面过热度ΔT =4.0±0.2℃,以水为例,当无量纲液位γ由3/4降至1/4时毛细辅助蒸发换热系数升高了136%,从2400 W/(m~2K)升高至5700 W/(m~2K),而溴化锂吸收式制冷机降膜水蒸发器蒸发侧的设计换热系数通常为2800～4500 W/(m~2K)。此外,毛细辅助蒸发换热系数随槽道壁面过热度增加而减小,随蒸发压力升高而增大。为了对毛细辅助型低压蒸发器在小型和微型制冷设备内的应用进行系统验证,本文设计加工了制冷功率为1kW的微型硅胶-水固体吸附式制冷机,采用了毛细辅助型低压水蒸发器。对样机开展的实验研究表明蒸发器运行稳定、可靠。对一台设计功率为10.0 kW的毛细辅助型低压水蒸发器开展的理论分析和性能测试表明:毛细辅助蒸发总的换热系数理论值较实验值高出25.5%,考虑到测试过程中温度传感器误差和其他计算公式的偏差,可以得出结论:本论文建立的数学模型准确、可靠。系统验证表明在微型和小型制冷设备内采用毛细辅助型低压蒸发器切实可行。