随着我国经济的快速发展,冷凝换热需求越来越多,而在实际的工业生产中,蒸汽常伴随一定含量的不凝气,使得冷凝传热过程变得复杂。因此,为了优化换热器相关参数的设计,对蒸汽冷凝现象开展研究存在合理性和必要性。本文通过使用FLUENT商业模拟软件,首先在竖直板域宽通道内针对纯蒸汽冷凝采用流体体积函数法即VOF模型开展传热和流动特性研究,同时基于纯蒸汽冷凝研究结果再在此通道内针对含不凝气蒸汽冷凝进行研究,采用了VOF模型和组分输运模型,再通过编译部分UDF,研究含不凝气蒸汽在板域宽通道内传热和流动特性情况。最后针对纯蒸汽和含不凝气蒸汽这两种工况下,在凸凹板域宽窄通道内的冷凝传热和流动特性展开研究。在竖直板域内根据不凝气含量分别为10%、20%、30%时蒸汽冷凝的冷凝水云图开展分析。随着不凝气含量不断增加,液膜扰动增强,冷凝液体积分数不断下降,液膜厚度变薄。当不凝气的量从0增大到30%后,冷凝水量降低了33.3%。当蒸汽中混有不凝气时,随着不凝气的量逐渐增加,传热效率逐渐降低。在凸凹板域内蒸汽冷凝过程进行了研究和分析,采用控制变量法分别对入口流速、温差因素、不凝气因素开展研究并分析,发现三种因素的增大均对蒸汽冷凝现象有削弱作用,而凸凹板凸凹台尺寸的改变对蒸汽冷凝水量的影响甚微。当不凝性气体含量从10%增大到30%时,蒸汽冷凝水量降低了40.3%,可见不凝气含量对冷凝水量有一定的影响。对凸凹板域宽窄通道内蒸汽冷凝过程进行了研究和分析,发现在13种不同凸凹台尺寸的凸凹板中,冷凝传热效果均优于竖直板。综合流动阻力系数及平均传热系数,得到最优板设计参数,即凸凹台高度为1.3mm,凸凹台间距为4mm,凸凹台夹角为130°时,流动阻力系数最小,平均传热系数最大。