随着我国经济的发展,节能已经成为了必不可少的讨论话题。天然气作为一种清洁能源,并且相比燃煤和燃油来说,其烟气中的水蒸气含量是最多的,所以研究天然气烟气的余热回收非常有价值。而低温烟气因为品位低,相对高温烟气来说更难回收。热管作为一种导热性很强的传热元件,在国内外已经得到了广泛的研究和应用,由于热管的换热能力强,易拆换清洗,体积小且可以把高温和低温流体分隔开等优点,所以非常适合用于回收烟气余热。目前国内外在热管换热器回收天然气烟气余热以及翅片管换热器冷凝天然气烟气中的水蒸气两个方面的研究已经很成熟了,但是将热管换热器用于回收天然气烟气中的显热热量并且同时回收烟气中的水蒸气潜热的研究很少。本文的热管换热器使用水平放置,运用双膜理论分析含有大量不凝结气体的蒸汽产生凝结时的换热过程。实验使用燃气热水器出口的烟气作为热源,自来水管网的冷水作为受热体,设计热管的翅片侧和光管侧的长度,使得热管壁面温度低于露点,探究水平热管换热器同时回收烟气中的显热和潜热的换热效果。本实验中,先后使用翅片侧间距为1.5mm和2.7mm的螺旋翅片的热管换热器进行实验,并且将实验结果和理论最优值行对比分析。其中的理论计算用已知的烟气和冷水的进口温度和流量作为输入量,根据能量守恒迭代计算出烟气和冷水的理论出口温度以及热管平均壁面温度。结果表明:翅片间距为1.5mm时,有一定的水蒸气被凝结,但是其中部分凝结水不能顺利滴落,增大了传热热阻,导致烟气侧的显热换热量和潜热换热量的实验结果和理论最优值差别比较大;在翅片间距为2.7mm时,改善了凝结水滴落的问题,实验测得烟气侧的换热效果和理论最优值差值减小。然后将两种翅片间距的换热效果进行对比分析,结果表明:翅片间距为2.7mm时的烟气侧的显热换热和潜热换热的换热效果都要优于翅片间距为1.5mm。翅片间距为2.7mm时的冷凝比例也会比翅片间距为1.5mm时的冷凝比例高,并且在热水器达到最大热负荷时,热管换热器的冷凝比例最低,之后随着冷水流量的增加,水蒸气的冷凝比例也会增加。本文用理论分析计算以及实验的方法,研究了热管换热器对天然气烟气的冷凝对流换热的效果,并对后续工作进行展望,为热管的应用和研究提供一些新的思路。