在制冷空调领域相对于满液式蒸发器,水平管外降膜蒸发器具有换热性能好,制冷剂充注量少等优点,但其应用却并不十分广泛。此情况部分是由于位于顶部的制冷剂液体分配器的设计较复杂。更主要的原因在于,在制冷空调行业具有几十年历史的满液式蒸发器,由于经验丰富允许其得以不断优化;而对水平管式降膜蒸发器传热表面、管束布置、运行工况等方面的研究却很少,很难对其进行优化。因此通过对水平管式降膜蒸发器性能的优化分析,为其设计和运行提供理论指导就显得尤为重要。在查阅大量的关于水平管式降膜蒸发传热性能实验研究和仿真计算研究资料的基础上,本文建立了水平管式降膜蒸发器蒸发传热的分布参数模型,考虑了蒸发器性能沿管内流体流动方向、管排垂直方向及管排水平方向的变化,以及换热管发生干斑现象时对降膜蒸发的影响。在此模型中采用了Roques通过一系列实验和分析得到的水平管外降膜蒸发传热系数计算公式。利用所建模型分别对两台水平布置和竖直布置样机进行了仿真计算,计算的蒸发器总制冷量和管侧压降与试验结果吻合良好。考察了换热管种类、管束布置(包括管子排列方式、管子具体位置和降膜区垂直管间距)、制冷剂液膜质量流量、管程布置以及满液位置等对降膜蒸发器性能的影响。最后根据分析结果提出了一些可以优化此类蒸发器性能的措施。本文还根据所提出的蒸发器性能优化措施以及管壳式换热器设计标准和手册中的相关资料,开发了可用于水平管式降膜蒸发器设计的初步软件,另外把性能仿真部分也编入软件中。通过软件设计结果与已经过试验测试的竖直布置样机之间的对比,说明了程序具有实用性和一定的优化功能。从而也验证了通过性能优化分析所总结的,水平管式降膜蒸发器性能优化措施的实用性,为其设计提供了理论依据。