蒸发式凝汽器是循环式冷却水系统的重要组成部分,兼具空冷、水冷与蒸发式冷却方式的换热优势,因其具有结构紧凑,换热效率高,维护方便等特点,广泛运用于冶金、电力、制冷等行业。蒸发式凝汽器管外物理过程可概括为:气液对流条件下水平管外降膜蒸发。目前,针对气液对流条件下水平管外降膜蒸发过程进行传热传质耦合的数值模拟研究较少,水平管外气液对流过程质量能量传递较为复杂,且液体在水平管外降膜流动过程的换热特性也会对气液对流传热传质过程产生一定的影响。因此,需要深入研究降膜流动过程的局部换热特性以及气液对流过程的传热传质特点。本文采用数值模拟的方法,基于流体体积模型（Volume of Fluid,VOF）构建了三维物理和数学模型,从水平管外降膜流动与传热,气液对流过程传热与传质两个方面展开研究。本文的主要研究内容有:研究了气液对流条件下,水平管外柱状流管子表面液膜厚度的分布特点,并分析了喷淋密度和迎面风速对液膜厚度分布的影响。结果表明:在圆周方向上,液膜厚度先减小,后缓慢增大,液膜厚度最薄位置在90°-100°之间;在水平管轴向上,液膜呈现“平稳-波峰-平稳”的分布特点。随着喷淋密度的增大,液膜厚度逐渐增大;随着迎面风速的增大,水平管下半周的液膜厚度稍增大。研究了气液对流条件下,水平管壁-液膜局部对流换热系数的分布特点,并分析了喷淋密度和迎面风速对局部对流换热系数分布的影响。结果表明:在圆周方向,局部对流换热系数呈现“分区”分布的特点,主要分为“滞止区”（圆周角0°-6°）、“冲击区”（圆周角6°-30°）、“热发展区”（圆周角30°-160°）、“尾流区”（圆周角160°-180°）;在轴向上,局部对流换热系数先减小,后在液膜“波峰”位置增大。随着喷淋密度的增大,水平管外液膜流速增大,局部对流换热系数增大;随着迎面风速的增大,水平管中部及下半部的局部对流换热系数增大。研究了水平管外气液对流过程的换热量,并分析了喷淋密度和迎面风速对传热传质的影响。结果表明:潜热换热量占总换热量的75%左右。随着喷淋密度的增大,潜热换热量存在最大值;迎面风速的增大可以显著提高气液对流过程的传热传质效果。研究了气液对流条件下降膜蒸发过程中,海水盐度对传热传质的影响。盐度不仅影响海水的热物理性质,还直接影响海水的饱和蒸气压,进而影响气液两相水蒸气分压差。结果表明,随着海水盐度的增大,气液对流条件下降膜蒸发过程潜热换热量减小。