管壳式冷却器在工业中应用十分广泛,且常存在大量两相及相变换热等现象,显著影响着冷却器的换热及压降特性。对管壳式冷却器两相流动下压降及相变传热特性研究,进一步提高冷却器换热效率,在工程应用领域和科学研究领域中具有十分重要的意义。本文以管壳式冷却器为研究对象,分别采用理论分析、数值仿真及模型辨识三种方法研究了某压缩机出口冷却器的换热与压降特性,并与已有实验数据进行对比分析,进一步得到了冷却器在两相流动及相变情况下温度及压降随各参数的变化规律,具体工作包括以下内容:（1）建立某压缩机出口的管壳式冷却器壳程出口温度及壳程压降计算理论表达式式,并考虑其壳程热流体在换热过程中存在相变的影响,给出了壳程出口温度及压降的计算表达式,计算结果与已有实测数据进行了对比验证,研究了冷却器结构等各参数对其壳程出口温度及压降的影响。计算结果表明冷却器壳程出口温度随管程介质密度的增加而增加,同时随壳程流体热容量的增大而增大。换热管和折流板的间距及其缺口高度对壳程的流阻压降影响显著,壳程压降随换热管横向及纵向管间距、折流板间距及缺口高度的增大而减小,随壳程流体流量的增大而增大,呈非线性变化。（2）应用FLUENT软件建立管壳式冷却器单相流动及两相流动下的数值仿真模型,计算分析了折流板缺口高度、折流板数量以及换热管数等结构参数对冷却器换热特性及流阻压降的影响。数值结果表明冷却器壳程出口温度随折流板缺口高度的增大而增大,压降随折流板缺口高度的增大而减小;压降随折流板数量以及换热管数量的增大而增大,出口温度随折流板数量和换热管数量的增大而减小;分析了冷却器壳程水蒸气冷凝相变情况下温度、压力、流线以及凝结水体积分布云图。（3）应用辨识精度高的系统时域辨识方法,建立了适用于该管壳式冷却器的神经网络模型。使用大量已有实验数据对该模型进行训练,最终确定模型各参数,应用该模型,对管壳式冷却器壳程出入口的温度及压降进行预测,并与已有实测数据进行了对比验证。