为了更进一步了解结霜对空温式翅片管气化器性能的影响,本文应用数值模拟、理论分析和实验等手段,针对翅片管气化器在低温工况下运行过程中的结霜现象,采用分段模型对介质在翅片管换热器内的吸热气化过程进行传热传质分析。将管外表面结霜过程从空气侧、低温流体侧建立了动态数学模型,并设计了程序计算框图。同时,对模型计算过程中使用的主要参数进行了分析和计算。通过实验,对翅片管气化器的结霜量随时间和空间的变化规律作了总结,拟合了适合本实验的结霜规律多项式,并对结果进行了分析比较,为工程设计和换热器除霜提供参考。本文的主要内容如下:(1)翅片管气化器管内流动可分为单相液体对流换热、气液两相对流换热、单相气体对流换热三个区域,即三区模型;针对实验所用的液氩,将介质压力大于其临界压力的管内流动分为单相液体对流换热、单相气体对流换热两个区,即二区模型。(2)整理了翅片管表面结霜量、霜层生长速度、管内分区对流换热及传热过程的数学关系式。(3)利用合作单位的液氩气化站进行了初步实验,获得了一些数据。根据实验数据拟合了翅片管表面非稳态的结霜厚度和沿管长方向的结霜速度的多项式,为下一步开展系统、完整实验积累了经验。(4)本文利用相关理论建立的数值模型和实验结果,更准确、全面地揭示低温工况下换热效率的影响因素以及霜层厚度和管长方向的增长与时间的关系,进而选用适用性强、准确度高的关联式,为研制开发高效空温式气化器奠定理论基础,推动气化器朝小型化、高效化方向发展。