风机与换热器的组合普遍应用于机电产品的换热结构中,并集成在矩形流道中。往往在矩形流道中安装轴流风机作为气流驱动部件来降低产品能耗,但导流罩和换热器的双重阻力对轴流风机的运行工况会有较大影响,导致风机流场特性和换热器热场特性受到不同的影响。为了合理匹配轴流风机流场和蒸发器热场特性,确保矩形流道内高效节能地换热,本文以应用在间冷冰箱中的设有蒸发器和轴流风机组成的矩形流道作为研究对象,对矩形流道内的风机在变导流罩工况下的流动特性和换热特性进行了研究。首先实验研究了轴流风机的气动性能;其次,使用fluent软件进行数值模拟,对风机内部和出口流场参数的分布进行定量和定性描述,与实验进行对比,可以证明仿真模型的正确性。建立了风机设计参数与其气动性能之间的映射关系模型,通过与仿真实验对照,可以证实映射关系模型的可行性,进一步指导了风机的设计和冰箱风道的优化。搭建了气流流动和传热实验台,实验研究了不同风机流场状态对蒸发器整体换热性能的影响,确定了换热的有用能量分布。基于实验研究,对蒸发室系统结构进行数值模拟,确定不同的风机及其导流罩与蒸发器相对位置下蒸发器内部空气的整体换热性能,并将实验和模拟进行了相应的对比,可以证实仿真模型的准确性。建立了设计参数与风机运行性能和蒸发器内部空气的换热性能的映射关系模型,通过与仿真实验对比,可以证实映射关系模型的正确性。最后将导流罩内部空气流动简化为一维和二维流动进行分析,同时和实验进行对照,可以证明理论分析的可行性。