在蒸發(fā)式冷凝器內(nèi)，實際上是氣液兩相流在水平管束上呈降膜蒸發(fā)的傳熱傳質(zhì)過程，其難點也在于液膜流動、蒸發(fā)及氣液界面的傳熱傳質(zhì)。降膜蒸發(fā)也廣泛應(yīng)用于其他熱質(zhì)交換設(shè) 備中，如降膜蒸發(fā)器，海水淡化裝置及干燥裝置等。盡管這些設(shè)備中的降膜蒸發(fā)過程不存在 氣流相流動，但對研究氣液兩相流蒸發(fā)也有一定作用。國內(nèi)外有大量的文獻對降膜蒸發(fā)的換熱特性、水膜流動特性及微細界面和波動特性進行了研究，但卻很少有人將這些理論實際應(yīng)用到蒸發(fā)式冷凝器氣液兩相流蒸發(fā)的全過程中。盡管如此，但這些研究仍為我們提供了很好的借鑒作用，并促使我們將這些理論應(yīng)用于蒸發(fā)式冷凝器傳熱傳質(zhì)的研究。

對降膜蒸發(fā)傳熱的理論研究較早是由Nusselt提出來的，早在1916年Nusselt就對光滑平板上層流下降液膜進行了理論模擬，在忽略界面波動和氣相剪應(yīng)力影響的前提下，通過求解降膜動量方程和能量，得到了液膜傳熱膜系數(shù)及液膜厚度。

1 980年，美國D．Yung等人分析了降膜蒸發(fā)過程中氣液的相互作用，利用經(jīng)典水力學(xué)中的泰勒不穩(wěn)定性原理對水平管束間液滴分布進行了分析，并用高速攝像在61 m/s的速度下得到了液滴脫落過程。

1 980年，美國E．N．Ganic等人實驗研究了過冷水流通過有電加熱的水平圓柱體的過程，考察了液膜流量和管表面熱流量對液膜破裂的影響。實驗觀測看到，管問存在滴狀流和柱狀流，且流型受管間距的影響。傳熱系數(shù)隨水膜流量和管間距增大而增大。

1 986年，德國J．Mitrovic實驗研究了水平加熱管表面與管外水膜的流動和傳熱過程。結(jié)果表明，水平管束問存在滴狀流、柱狀流及片狀流三種流動形態(tài)，而流態(tài)與管間距、流量 和液體性質(zhì)有關(guān)，管表面到水膜的傳熱過程與水膜Re數(shù)、管間距和流動形態(tài)有關(guān)。

1994年，德國R．Armbruster和J．Mitrovic研究了水平光滑圓管管束問降膜流動形態(tài)，通過可視化研究了管間距、流域和溫度對流態(tài)的影響，繪出了流態(tài)圖；并且還發(fā)現(xiàn)液柱間距 與泰勒不穩(wěn)定原理有很好的吻合性。

1995年，周孝清、陳沛霖探討了氣液逆流條件下，氣流流動對豎直平板上水膜流動和較小淋水量（較小噴淋密度）的影響，通過模型理論分析得到無剪切力時的較小淋水量0.04876kg.m-2s-1,與Doniec的實驗測試值偏差小于10%。同時還給出了氣液逆流操作的剪切力推薦范圍-（1/3)

1997年，秦偉等人指出，自由降膜流的表面覆蓋著不規(guī)則波，這種表面波對傳熱傳質(zhì)強化和液膜不穩(wěn)定性有重要作用。在液膜雷諾數(shù)Re=440~5000范圍內(nèi)，采用電導(dǎo)法對豎直 管外自由降膜流動的局部液膜厚度進行了測量，揭示了表面波的形態(tài)和演化特性。

1 998年，德國R．Armbruster和J．Mitrovic對光滑水平管非飽和蒸發(fā)過程進行了研究，提出了一個水平管外水一空氣流動蒸發(fā)傳熱傳質(zhì)模型，討論了水和空氣流量、分布狀態(tài)及盤管布置方式對盤管傳熱和水膜溫度的影響，并以此為基礎(chǔ)建立了經(jīng)驗方程。

1 998年，周孝清，陳沛霖針對豎直壁面上水膜和空氣傳熱傳質(zhì)耦合過程，建立了直壁面液膜流動簡化數(shù)學(xué)模型，較準(zhǔn)確反映了液膜流動和空氣流動間相互作用的關(guān)系。

1999年，代彥軍，張鶴飛進行了降膜蒸發(fā)冷卻復(fù)合傳熱傳質(zhì)研究，建立了描述錯流式降膜蒸發(fā)傳熱傳質(zhì)過程的數(shù)學(xué)模型，對氣相微分方程采用積分求解，導(dǎo)出了可確定氣液界面溫濕度的數(shù)學(xué)表達式。計算結(jié)果和實驗結(jié)果基本一致，且得到蒸發(fā)冷卻器通道內(nèi)的氣流溫濕度和氣液界面溫度分布的曲面。

1 999年，大連理工大學(xué)沈自求教授闡述了在氣一液兩相流傳遞研究方面的工作，提出了界面氣化熱阱增強傳熱的原理。

1999年，魚劍琳等人，針對管式間接蒸發(fā)冷卻器，進行了水平單管外流動水膜與橫掠空氣之間對流傳質(zhì)的實驗測定，獲得了實驗關(guān)系式。實驗結(jié)果表明，管外水膜流動狀況對傳 質(zhì)系數(shù)有較大的影響。這說明以往根據(jù)Lewis關(guān)系式，用空氣橫掠光管時的對流換熱系數(shù)來 推算有流動水膜存在時的對流傳質(zhì)系數(shù)是不夠準(zhǔn)確的，計算結(jié)果相差70%~160%。

1999年，劉振華對細小管內(nèi)過冷水和空氣高速兩相流的換熱特性進行了研究。采用紊， 流兩相流模型進行解析，揭示了其內(nèi)在規(guī)律與各種變量間的影響關(guān)系，確認過冷水一空氣兩相流動有很高的傳熱系數(shù)。

1 999年，葉學(xué)民等人研究了自由降膜表面波的流動及其傳熱特性，建立了數(shù)學(xué)模型， 提出了計算方法。再用有限差分法求解動量方程和連續(xù)性方程，得到了層流降膜內(nèi)的速度和壓力分布。在恒熱流密度情況下分析了換熱系數(shù)和表面波的關(guān)系。

1999年和2000年劉振華，朱群志等人采用層流和紊流兩種模型對水平排管外降膜蒸發(fā) 換熱過程進行了數(shù)值解析計算，然后將計算結(jié)果與實驗值以及其他人的有關(guān)數(shù)據(jù)進行了比 較。結(jié)果表明，實驗值處于層流解和紊流解之間，更接近紊流解。

2000年，清華大學(xué)王補宣院士等對實驗結(jié)果的分析和界面質(zhì)擴散量級的估算表明，降 液膜表面存在著可觀的“毛細誘導(dǎo)界面蒸發(fā)”現(xiàn)象，并通過關(guān)聯(lián)實驗數(shù)據(jù)，得到了有效毛 細半徑的表達式，將這一表達式與表面蒸發(fā)率的計算式結(jié)合，得到了毛細誘導(dǎo)界面蒸發(fā)的計 算式。

2001年，吳金星等人開發(fā)了一種用于降膜蒸發(fā)的新型傳熱元件——橢圓腔板束，由于 其合適的曲率范圍，相對于圓管和平板它可以使水膜湍動程度更強，更易鋪展，從而更利于 傳熱和蒸發(fā)。實驗結(jié)果表明，橢圓腔板束相對于圓管管束其蒸發(fā)傳熱系數(shù)提高了29. 6%， 總傳熱系數(shù)提高了22. 2%。

2001年，F(xiàn)eddaoui等對豎直管內(nèi)降液膜蒸發(fā)過程進行了數(shù)值研究，考察了液膜溫度和 流率、氣流Re數(shù)對蒸發(fā)式冷卻效果的影響，認為液膜內(nèi)部及界面的微對流過程對傳熱速率起了決定性作用。

2001年，師晉生和陳玉宙研究了自由表面磨擦和蒸發(fā)對過冷下降液膜傳熱的影響。從 理論上對下降液膜在自由表面上存在反向剪切力和蒸發(fā)散熱情況下的換熱特性進行了分析，得到了膜厚、換熱系數(shù)的無量綱關(guān)系式，討論了剪切力、液膜雷諾數(shù)、壁面熱流、蒸發(fā)率對 流動和傳熱的影響。

2002年，劉振華等人進行了豎直管內(nèi)降膜一高速空氣環(huán)狀兩相流蒸發(fā)換熱特性的理論分析。結(jié)果表明，在直徑2 - 3mm的細小管內(nèi)，重力的影響可以忽略不計，氣液間摩擦力起 支配作用；在直徑10mm左右的普通尺寸管內(nèi)，重力的影響不能忽略；在直徑更大的管內(nèi)，重力的影響起支配作用。對一定熱流密度條件下的換熱特性得到了數(shù)值解并整理簡化了計算公式。

2002年，許莉等人研究了水平管外壁液膜流動狀態(tài)及其對傳熱的影響。采用智能化薄膜厚度測試儀對水平管外液膜流動狀態(tài)進行了研究，得到了液膜厚度的幾率分布和平均 厚度。

2002年，瑞士J．F．Roques等人對水平圓管和強化傳熱管表面降膜流動形態(tài)進行了研究。

2003年，易杰和劉振華通過數(shù)值計算研究了豎直細小傳熱管內(nèi)高速空氣一過冷水非沸騰環(huán)狀兩相流的傳熱傳質(zhì)特性。計算結(jié)果表明，在細小管內(nèi)壁上過冷水形成了非常薄的液 膜，壁面熱流密度可以分為液膜吸熱、液膜蒸發(fā)和氣相（濕空氣）吸熱3部分。在管內(nèi)下 部的環(huán)狀流區(qū)域內(nèi)，液膜蒸發(fā)換熱是支配性的傳熱方式，并具有十分強的換熱能力。

2003年，師晉生等人，對豎直管內(nèi)過冷下降液膜在逆向空氣一水蒸氣流動作用下的換熱提出了一個分析模型。液膜采用邊界層近似理論，對空氣一水蒸氣混合氣采用由熱質(zhì)傳遞比擬理論引出的關(guān)聯(lián)式進行分析，考察了各種條件下液膜的厚度、溫度、吸收熱量及蒸發(fā)熱量沿流向的變化，與相關(guān)研究進行了對比，表明了模型的合理性。

2003年，陳彥澤等人綜述了自由降膜傳熱傳質(zhì)數(shù)值模擬技術(shù)的研究進展，指出大多數(shù)模型都是在早期Danckwerts的表面更新模型和Lewis的雙阻理論基礎(chǔ)上提出的，而近年來研究多考慮到湍流和表面波動的影響作用。

2004年，田勇，王曉東和彭曉峰進行了氣液相變過程亞穩(wěn)態(tài)體相內(nèi)部界面分析，深化了對氣液相變物理機制的認識。

2004年，師晉生在給定氣流條件下，通過聯(lián)立熱平衡和能量微分方程，對受逆向氣流作用的層流過冷下降液膜的換熱提出了一個簡化分析模型，考察了無量綱初始溫度、加熱 強度、貝克利數(shù)及氣流剪切力對液膜流動與換熱的影響。

2005年，宋臻在建立空氣與水逆流直接接觸的任意熱質(zhì)交換過程模型的基礎(chǔ)上，利用能量分析的基本方法，推導(dǎo)出了在揭示空氣與水逆流進行熱質(zhì)交換時，空氣和水的狀態(tài)參數(shù)以 及過程的無量綱傳質(zhì)單元數(shù)NTUm、傳熱單元數(shù)NTUh和水氣比B之間有內(nèi)在規(guī)律的通用方 程組，并給出計算方法。

2006年，華南理工大學(xué)分析了來流流場對蒸發(fā)式冷凝器性能的影響。結(jié)果表明，CFD 模擬與實驗偏差不很過15%，來流速度在1.5 ~4, Sm．s-1范圍內(nèi)，排熱量偏移19. 3%,，壓降偏移9.4 %；來流進入角在一45度到45度時，排熱量偏移15.5%，壓降偏移18.0%，合適的來流人口速度為2.4 ~3. 3m．s-1，適宜來流進入角為一15度到20度。

2006年，華南理工大學(xué)朱冬生教授等人研究了濕空氣和水膜流動對蒸發(fā)式冷凝器性能的影響。分析測試了空氣參數(shù)，如濕球溫度、迎面風(fēng)速、水膜分布及水膜溫度對蒸發(fā)式冷凝 器性能的影響。

2006年，華南理工大學(xué)對蒸發(fā)式冷凝器管外水膜與空氣傳熱性能及機理進行了研究。得到了管外水膜與空氣傳熱系數(shù)計算式，較大相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為12.2%，進而分析了蒸發(fā)式冷凝器中水膜與空氣的傳熱機理。