能源与水资源日益短缺,蒸发式冷凝器是一种节能节水的高效换热设备,在工业制冷系统中得到了越来越广泛的运用。为了提高已有顺流蒸发式冷凝器的性能,本文对蒸发式冷凝器进行试验研究与数值模拟,并进行结构优化。具体研究如下:（1）本文通过蒸发式冷凝器性能测试实验平台,研究了喷淋密度、风量对蒸发式冷凝器换热性能的影响。结果表明,在实验范围内,最佳喷淋密度为0.071 kg/（m·s）,总传热系数、制冷量、能耗比均随喷淋密度的增加先增大然后保持不变;随着风量的增加,总传热系数、制冷量、能耗比均先增大再减小;风量对冷凝器性能的影响大于喷淋密度。（2）本文利用Lee模型计算气液两相双向传热传质过程中的质量与能量传递,并将其以源项的形式添加到控制方程中,同时考虑气液剪切力动量源项的影响,最终建立了蒸发式冷凝器气液两相传热传质三维数值模型。结果表明:对于光管,当监测角从80°变为-80°时,水膜流速先快速增加再缓慢减小,水膜厚度呈现相反的趋势,水膜流速与水膜厚度分别在监测角-30°时取得最大值与最小值;为了减少管壁表面“干斑”现象的出现,喷淋密度应大于0.064 kg/（m·s）,风速应小于3 m/s;当流动距离y小于218 mm时,水蒸气、空气温度在x（管间距）方向上呈现先减小再增加的趋势,y大于218 mm后,空气温度、水蒸气沿x方向不发生变化。对于翅片管,最佳间距为5 mm,潜热量占比达到最大值84.2%,换热量比光管提高了22.1%;随着管排的增加,换热量不断增加,但增加幅度越来越小。最佳间距5 mm下的最佳换热区域在第一排。前六排换热量占据了总换热量的82.3%,与10排光管的换热量均为114 k W左右,因此可将10排光管减少为6排5 mm间距翅片管;最佳迎面风速为2.91 m/s,当风速从1.91 m/s增加到2.91 m/s时,换热量增加了20.4%,风速从2.91 m/s增加到3.41 m/s时,换热量基本不变。本文通过以上研究工作,掌握了现有蒸发式冷凝器的换热特性,并通过结构优化增强了蒸发式冷凝器的换热性能,对工业中制冷系统性能的提升具有重要意义。