该文针对空冷双排管换热器开展了以下几方面的理论和实验研究工作.1.数值模拟 该文详细的讨论了传热单元法和湿球温度效率法分别在数值模拟冷凝器和蒸发器时的具体应用.建立了合理的数值模型,对冷凝器和蒸发器6种流程布置方式的换热性能作了模拟.通过对模拟结果的分析,得到了以下结论:(1)在冷凝器中,"U"字形逆流布置和"Z"字形布置因为其换热效果最好,一般作为推荐使用的布置方式.这是因为冷凝器中逆流布置的换热温差要比顺流布置大,因此在相同的换热面积和制冷剂质量流速条件下,逆流布置要比顺流布置效果更好."Z"字形布置属于一种混合流布置方式,所以其换热效果没有纯逆流好,但要比顺流布置好,而且其压降比较低,所以也被推荐使用.在蒸发器中,由于两相区内制冷剂处于饱和状态,流动阻力的存在使制冷剂压力逐渐下降(而且蒸发器的流动阻力要比冷凝器大的多),对应的饱和温度也逐渐降低.若采用顺流换热形式,空气的温度沿程降低,其温度的变化趋势正好和制冷剂饱和温度的变化趋势一致,因而达到热力逆流的效果.因此在蒸发器中进行流程布置时,应尽量在两相区采用顺流方式而在过热区采用逆流方式;(2)"U"字形顺流布置和"双进双出"布置不被推荐使用.这是因为顺流布置换热温差较低,导致换热量较低."双进双出"布置在相同的进口流速条件下,又将制冷剂一分为二,大大降低了质量流速,从而也大大降低了换热量和压降;(3)"单-双-单"布置在选择合适的分合点后综合性能可能是最好的(即压降较低,换热量较高).这种流程布置方式是依据"等热流密度原则"提出来的.在换热器中,两相区和单相区的换热系数相差很大,而这种布置方式就是为了合理分配单相区和两相区的换热面积,充分利用不同相区换热系数的潜能,来使强化换热和减小压降达到最佳效果.这些结论可有效地应用于实际,指导流程设计.2.理论分析 该文将场协同理论和等热流密度原理等传热学基本原理应用到流程布置的分析中,从理论上较好地解释了流程布置影响换热性能的原因,提出了几条用于设计流程布置的基本原则.依据这些原则提出了一系列强化换热、减少压降的措施,比如减少逆向导热,充分利用重力作用以及将翅片结构、流程布置和管型相结合来布置换热器等.最后给出了一种简单的双排管高效冷凝器.这个换热器模型集中了所有以上的改进方案.通过实验验证了这些流程布置原则的正确性.这种理论分析的方法为我们进行流程设计提供了一个方向.