本论文对毛细管内气液两相流型、Taylor流流动特性以及毛细管内流动沸腾换热的特性进行了数值模拟研究,采用VOF计算模型和适宜的研究方法,考察毛细管外部结构、流体物性对气液两相流型的影响,也分析毛细管内流动沸腾换热的特性。本文采用的是标准的四边形网格划分方法,通过严格加密壁面处的网格,可以精细地捕捉气液两相流界面。运用FLUENT求解器中的VOF模型对T型毛细管中气液两相流型进行二维数值模拟求解,模拟出不同气液相表观速率下的流型变化及Taylor流流动,绘制出以气液两相速率为横纵坐标的流型关系图。并把模拟结果和本课题组进行圆形微通道内气液两相脉动流动的可视化实验结果进行比较,发现模拟结果和实验数据在气液两相速率较小时比较吻合。此外,通过改变毛细管的当量直径,在一定的气液两相速率下,观察Taylor流中的气液柱长度的变化,发现得到的模拟值、关联式预测值和前人的实验值在微型管径范围内非常吻合,这也进一步说明了本文采用的计算模型是合理的。通过建立合适的气液两相计算模型和二维数学模型,通过改变黏性力、表面张力、接触角、入口几何结构以及壁面粗糙度等参数,分析它们对毛细管内Taylor流流动特性的影响。模拟研究表明:表面张力对Taylor流流动的影响很小,而毛细管入口几何结构的差异会使得Taylor流中两相形态界面产生差异;壁面接触角改变会使得Taylor流中气液柱的长度会呈现凹函数的线性变化;随着黏性力的增加,毛细管内气液柱长度都会减少;壁面粗糙度的改变,会直接影响毛细管Taylor流流型的变化。针对毛细管内流动沸腾换热进行模拟研究,分析了管内流动沸腾中气液两相的流型变化,考察了流动沸腾中毛细管内温度的变化以及管内气泡的运动行为。发现流动沸腾过程中毛细管内主流温度绝大部分接近工质饱和温度,管内发生相变作用使得流型从单相流变化到泡状流、弹状流,最后由于管内工质相变作用加剧回到单相流流型;管内气泡在毛细管也会重复发生合并、脱离、再合并和再脱离现象。