水平管降膜蒸发具有传热系数较高,换热温差小,传热面积小,易于实现多效蒸发等优点而广泛应用于海水淡化、工业废水处理等领域中。水平管降膜蒸发正常运行过程中,水平管外流体成膜是否均匀及稳定和管内外双相变及流固耦合传热传质过程对保证系统高效运行至关重要。因此,本文主要针对水平管降膜蒸发过程中管外流体成膜特性和双相变耦合传热过程开展数值模拟研究,获得影响传热效率的主要因素及其影响规律,为降膜蒸发器的优化设计奠定基础。本文主要研究内容包括：(1)水平管外流体成膜特性的数值模拟研究。本文建立了水平管外降膜流动的二维CFD模型,研究了喷淋密度、管径大小、布液高度对液膜厚度及沿环向分布特性的影响规律,计算结果表明：管外液膜厚度在管顶区域较大,在环向角度为105°附近达到最小值：液膜厚度随着喷淋密度的增大而增大,随着管径的增大而缓慢减小。随着布液高度的增加,水平管外同一环向位置的液膜厚度减小,其液膜厚度减小的趋势逐渐减缓。(2)管内外双相变耦合传热特性的数值模拟研究。本文提出了局部微元体切割的思想,用离散气相质量分数描述管内连续变化过程。在此基础上,建立了水平管降膜蒸发双相变耦合传热的三维物理模型。获得了不同喷淋密度下液膜厚度、液膜速度、管壁面温度和传热系数沿水平管环向和轴向上的分布规律。计算结果表明：①液体沿水平管流动时,在水平管底部有明显的干斑的区域没有液膜覆盖,且喷淋密度越大产生的干斑区域越大。②液膜流动速度随着环向角度的增加先增大再缓慢减小。沿着液膜厚度方向上,液膜速度逐渐增大。③管壁面温度在环向方向上随着环向角度的增加而升高。在水平管轴向方向上壁面温度在管内蒸汽入口段时较小,随着管内冷凝的进行,管壁面温度增加且趋于稳定。④沿水平管环向方向上,管外传热系数的分布呈现减小的趋势。⑤沿水平管轴向方向上,总传热系数变化趋势取决于管内传热系数,管内传热系数随着水蒸气的冷凝逐渐提高,且与管外液体的喷淋密度无关。(3)在多排水平管的管束中,液膜速度和液膜温度是随着管排数的增加而增加。液膜厚度、管壁热流通量及管外传热系数随着管排数的增加而减小。随着管排数的增加,在水平管轴向方向上,管内传热系数和总传热系数的稳定值出现的位置离蒸汽入口段越远。管外传热系数随着管排数的增加而减小。