碳氢化合物(HCs)具有优良的环保特性和热力学性能，已在传统氟利昂制冷剂的替代中占有重要地位，是新一代制冷剂的热门之选。同时，甲烷(R50)和乙烷(R170)作为混合工质的重要组元，已广泛的应用于混合工质节流制冷系统中。以HCs为工质的工业系统及设备中，流动冷凝过程普遍存在，进行HCs传热和流动特性的研究对于系统流程设备（尤其是换热器）的设计及优化和稳定运行具有重要的意义。此外，R50和R170也是天然气的主要成分，其在天然气液化(LNG)装置冷箱换热器中的流动冷凝过程是LNG工艺流程中的核心关键之一，过程涉及的冷凝传热及两相流动问题是影响LNG液化工艺效率的重要因素。因此，本文针对R50和R170的流动冷凝特性开展了相关实验研究，并取得了以下的研究成果:　　(1)设计并搭建了一套水平管内流动冷凝传热及两相流动特性研究实验系统。该系统设计了新的传热测试段结构，基于高精度的温度、压力和压差等参数的测量利用绝热条件下的一维傅里叶导热定律推算热流密度及壁面温度，获得了较高精度的流动冷凝传热系数计算值，并经过实验验证了系统的准确性和可靠性。另外，该系统可在低温（最低温度可达150 K）和高压（最高压力可达4 MPa）等宽工况范围下获取两相流型和摩擦压降以及流动冷凝传热系数的实验数据。　　(2)实验获得纯质R50、R170及其混合物在绝热和冷凝两种工况下的水平管内两相流型数据，分析了质量流率、饱和压力、壁面温差及热流密度对流型转变的影响，指出了两相流型转换标准应考虑流速、粘度和表面张力的综合影响。并基于实验数据的对比和分析，提出了适用于低温工质的新绝热两相流型图，获得了较好的预测结果。特别的，本文量化了传质阻力对冷凝两相流型的影响，分别对纯质与混合物提出相应的环状流与非环状流的流型转换标准。　　(3)实验测得纯质R50、R170及其混合物的水平管内流动冷凝传热实验数据，分析了质量流率、饱和压力、干度、壁面温差、热流密度和二元组分对传热系数的影响。结果显示在低干度区间，纯质与混合物的传热系数均随着干度的增大而增大，但在高干度区间，对于不同初始浓度组分比的混合物，传热系数随着干度增大呈现不同的变化趋势。对于混合物，热流密度的变化仅在其流型处于非环状流时对传热系数存在明显的影响。另外，本文通过对实验数据进行物性影响分析，得到了表面张力对传热系数的影响不可忽略。在较低干度区间，混合物传热系数受其纯质传热系数的影响较大，而在较高干度区间，混合物传热系数受传质阻力的影响较大。根据实验数据的对比和分析结果，分别提出了基于流型判别的纯质和混合物的新传热关联式，其考虑了表面张力，且对于混合物，结合平衡模型并引进了修正因子Fm。新关联式在诸多关联式对比中显现出了明显的优势。　　(4)实验测得纯质R50和R50/R170混合物的水平管内两相流摩擦压降实验数据，分析了质量流率、饱和压力、干度和二元组分对摩擦压降的影响。结果显示这些影响因素对纯质与混合物的变化趋势相似，而浓度组分的影响主要由气相密度差异造成。对已有的经典两相流摩擦压降关联式进行了对比优选，得到Zhang等的关联式对本文实验数据的预测偏差最小。　　综上，本文通过对纯质R50、R170及其混合物在水平管内的流动冷凝传热和两相流动特性进行实验研究，系统的分析了各实验参数对冷凝传热、两相流摩擦压降和流型的影响。将实验数据与经典模型进行了对比分析，并提出了适用于低温工质R50、R170及其混合物的相关模型，对后续的研究和工程应用具有积极的指导意义。