横管降膜蒸发流动形态与流动机理对实际换热设备的应用系统设计有着重要的影响。本文依据海水淡化中多效蒸发技术为研究背景,建立横管降膜实验平台,分析不同工况下流态的变化与特殊流态产生的原因,并借助数值模拟技术建立三维横管降膜流动模型,进行流动特性模拟,为横管降膜蒸发技术在海水淡化领域的应用提供基础理论支持。在横管降膜蒸发流动的实验研究中主要分析了不同物性、管中心距、管径对降膜流态的影响,对流动形态进行说明;分析膜破裂、液滴滑移、液滴回缩以及滞后现象的产生原因;模拟研究主要关注多工况管外不同流动,分析液膜速度、管中心距、喷淋密度对降膜流动的影响;对特殊流态形成进行详细的液膜速度分析,了解液滴滴落拉扯过程中的速度变化;对滴-柱状流态进行详细分析,考察液膜速度与液膜厚度在首排管与次排管上以及管间液滴形成过程中的差异性。结果表明:实验中得到结论:管间降膜流动时,工质为30%甘油,柱状流动呈现出“顺排流”流态,而工质为水的柱排流没有“顺排流”形态;管中心距对柱帘状流流态的转变比对滴柱状流的转变影响更大,柱帘状流态临界转换Re变化较滴柱状流态的临界转换Re变化大;在管径d=19 mm和d=25.4mm下,并不会对管外降膜流动形态产生明显影响;工质为水的工况下,流态的临界点随流量增大和减小时出现不一致,流量减小时临界点出现的数值较低,出现滞后现象;管中心距的增加,会延迟流型转变的时间点;滞后现象与表面张力有关,表面张力越大,滞后现象越明显。模拟结果中得到:在首排管上液膜铺展,轴向距离L*=0.5处,周向角越大,液膜速度越大,液膜厚度越来越小;滴-柱状流态下,液膜铺展可以分为液膜形成过程和液柱稳态过程;液膜稳态过程中,沿着周向角增加,次排管上液膜速度变化都是以脉动的方式呈波状向下变动,呈现出一定的夹角趋向性,随着流动时间的增加,次排管上铺展液膜厚度呈现波浪式交替变换;达到尾流区时,随着轴向距离的变化,首排管上液膜厚度变化呈“U”形,次排管上液膜厚度变化呈阶梯状。