含不凝气体的蒸汽冷凝现象广泛存在于工程设计与应用中,要对包含蒸汽冷凝过程的系统进行合理设计,需要对相关相变过程有深刻的认识。本文利用数值模拟方法,加入自编相变换热模型,同时借助UDF程序记录各项参数指标,对相变冷凝换热过程进行研究,获得的主要成果如下:使用Lee相变模型对冷凝过程进行数值模拟是较为常见的方式,但该模型的相变系数根据不同的情况往往有不同的取值。为确定不同情况时相变系数的值,需针对气泡冷凝的实际过程对相变系数进行调整。由于实验数据较为稀少,本文根据Kim总结的Nusselt数关联式还原出不同工况的气泡冷凝过程,针对这些过程使用PID算法对相变系数进行调整,得到不同冷凝阶段相变系数的取值,进行拟合后得到相变系数的取值公式。通过与各类实验数据的对比,验证了该相变系数公式的准确性和广泛的适用性,对以后采用Lee模型对气泡冷凝过程进行数值模拟的研究提供了一定的参考。采用改进后的Lee模型对纯蒸汽气泡的冷凝过程进行了数值模拟,气泡体积变化的模拟结果与实验数据的误差低于15%,验证了本文使用的相变模型的可靠性。对多种工况的冷凝过程进行模拟,分析各类因素对冷凝过程的影响。模拟结果表明:气泡上升过程中与流体产生扰动,气泡侧面产生数个微小漩涡,气泡内部蒸汽发生微循环,加速了气液界面的传热传质速率;发生冷凝时,界面处传质速率处处不同,主要受气泡速度及气泡形状的影响;液体过冷度和气泡直径对气泡的变形有较大影响,随着过冷度和气泡初始直径的增加,气泡形变较大。在模型中加入组分输运模型对含不凝气的蒸汽气泡冷凝过程进行了数值模拟,与实验数据的对比验证了该模型的可靠性。改变不同的因素,观察气泡冷凝过程中各项参数的变化。模拟结果表明:气泡内部的蒸汽浓度分布是不均匀的,不凝气体在气泡冷凝过程中聚集在气液界面处,影响蒸汽的冷凝换热。同时较高的不凝气体含量使气泡冷凝的速率减慢;含不凝气蒸汽气泡的体积变化速率与气泡大小呈负相关,气泡越小,气泡体积的变化速率越大。因此研究微气泡的冷凝过程对含不凝气气泡冷凝换热的强化具有重要意义。