空温式翅片管气化器以环境空气为热源,受温湿度、风速等环境因素影响较大。在实际运行中翅片管表面难以避免出现结霜现象,从而造成气化器换热性能的降低以及长效性能的衰减。因此,深入研究空温式气化器翅片表面结霜的影响规律,寻找合理、有效提高气化器换热性能,延缓甚至抑制结霜的措施对工业生产和生活至关重要。本文以理论分析为基础,采取数值模拟计算与实验研究相结合的方法,研究套管结构对空温式翅片管气化器传热及结霜特性的影响。主要内容及结论有:（1）对翅片管传热,管内单相、气液两相对流换热,强化换热及翅片管表面结霜过程进行深入分析,确定合适的霜层物性参数经验公式,提出在空温式气化器翅片管内加装套管,根据套管结构将气化器分为预热段、气化段、加热段三部分,并对此分别建立了传热数值模型。（2）采用计算流体力学（CFD）数值模拟空温式翅片管气化器的传热过程,获得不同内径（Φ6、Φ8、Φ10 mm）套管气化器流速、温度、气含率、传热系数的分布规律。结果表明:套管对传热管内流体的流动特性具有扰动作用,并提高了其换热能力;3种规格套管中Φ6 mm套管翅片表面温度最高,其气含率比普通传热管提高4%,强化换热效果最优。（3）设计搭建套管结构空温式翅片管气化器实验台,并以液氮为工质,依据不同套管管径（Φ6、Φ8、Φ10 mm）及入口流量,设计12组实验工况开展研究,获得翅片管表面不同测点处温度、霜层厚度以及翅片管出口流体温度等参数。分析表明:套管结构能够有效延缓霜层生长,在3种规格套管中,Φ6 mm套管延缓霜层生长的效果最好;同时增大翅片管入口流量会缩短管内冷流体流至出口端的时间,翅片表面温度降幅大,相变驱动力大,为霜层生长提供条件,加速霜层生长,合理降低低温介质入口流量可有效延缓翅片管表面结霜。（4）根据误差分析表明气化器出口温度的数值模拟值和实验值误差在4.75%～6.46%,翅片表面的温度误差均在5%以内,验证了数值模拟所采用假设的准确合理性,为有效提高气化器换热性能,延缓结霜提供可靠依据。