绕管式换热器是一种紧凑型管壳式换热器,具有传热效率高、存在离心力场、产生二次流等特性,其传热基本单元为螺旋管。螺旋管在传热传质、气液分离等领域广泛使用。现阶段螺旋管内工质流动换热的研究重点在于二次流、气相或液相单相流动、空气—水气液两相流传热及压降分析,但对螺旋管内沸腾传热机理及气液两相分布分析较少。因此,本文以绕管换热器为研究对象,采用单管模型,对螺旋管内沸腾换热进行理论和数值模拟研究,对沸腾状况下汽泡特性进行实验研究,主要研究内容及结论如下:（1）针对绕管换热器螺旋管内纯液体沸腾换热过程,基于分相流动模型,特别考虑粘性力、重力及离心力对传热过程的影响,建立了螺旋管内沸腾传热工况下气液两相二维流动几何模型和数学模型,对模型进行了相关物理假设,进而对二维流动控制方程进行了简化,求解了分相流模型下气膜速度及换热系数表达式,为绕管换热器螺旋管内沸腾换热计算提供了理论支持。（2）采用Fluent软件数值模拟方法,结合自定义函数（UDF）对螺旋管内沸腾工况时气液两相流的流动及传热状况进行了分析,主要研究了气液相的分布规律。结果表明,气相集中于螺旋管的内侧（靠近于中轴线的一侧）及上侧壁面处,在螺旋管的最下端,液体与气体分层存在;随着管长的增加,气相体积分数逐渐增大,且趋于均匀。此外,还分析了螺旋管结构参数对气相体积分数、压降及传热特性的影响,以及热流密度对壁面温度分布的影响。（3）在相同工况下,对比分析了螺旋管与水平管内沸腾传热过程的特点,即螺旋管内沸腾传热过程中存在二次流,需要引入迪恩数De来表示传热效果,基于模拟结果并通过多元非线性回归的方法,得出了螺旋管内沸腾传热流动过程的关联式Nu_tp（28）0.35De_Eq^0.7Pr_l^0.65X_tt^0.14P_i^-0.16（Bo?10⁴）^0.23,与修正的chen关联式进行了对比分析,二者的平均绝对误差?为4.5%。（4）用单管模型处理螺旋管换热器,针对螺旋管内沸腾相变工况,提出基于“换热面积”的温度分段传热计算方法,根据螺旋管内工质的相态变化,将螺旋管分成液相段、气液两相段和气相段三部分,给出了每段管侧、壳侧端点温度的求解公式。对气液两相段进一步细分,分段求解对流传热过程,最终求出总换热面积。（5）设计并搭建了螺旋管内工质沸腾换热实验台,对内径为4mm、螺旋外径为20mm、螺距7mm的石英螺旋管内乙醇工质（C₂H₆O）沸腾时,汽泡运动特性进行了可视化研究,对传热流动特性进行分析,并与相同参数的螺旋管内工质沸腾模拟结果进行了对比,结果显示:传热系数的模拟值与实验值之间的相对误差为16¹9%,进出口压力降模拟值与实验数据之间相差9%¹5%。二者吻合较好,证明了模拟方法的准确性。