由于临界热流密度(CHF)与反应堆安全密切相关,所以人们从实验和理论上都对该现象进行了广泛的研究。包括各种参数条件下的经验公式,对于不同机制下的理论研究以及更加基础的两相流动、两相传热、气泡动力学等多方面的研究。但是在目前已经取得的成果中,还是存在适用范围的局限性以及精确性的问题,因此继续对CHF现象进行深入的研究是很有必要的。极限干度现象是环状流干涸条件下的CHF行为,表现为CHF随干度增加急剧降低的一个传热现象。本论文的主要工作则是研究极限干度区的临界热流密度现象。本文通过在圆形管道内,对极限干度区的临界热流密度(CHF)进行理论研究。通过对Whalley模型进行数值求解,并分析其在极限干度流动条件下的适应性,得到了适用于圆形管道内环状流临界热流密度的本构方程。此外,基于目前己经存在的对于该工况下对临界机制的描述以及该工况下两相流动中传热传质的特性描述,本文提出了基于微元段内液膜流量,卷吸率以及沉降率等参数的数值积分方法。数值计算的结果通过与几个主要的CHF预测模型相比较表明该本构方程对极限干度区CHF的预测精度较高。针对目前文献中存在的大量的CHF经验公式以及图表,本文通过实验数据与Biasi公式,CISE公式,96 Look-up Table计算值的对比,进行了对这些公式的评价。本论文实验数据为来源于加拿大渥太华大学CHF数据库的214组极限干度区的CHF数据。参数范围: p = 999-19610kPa , G = 490 -5016.6kg/m~2·s, X =0. 199-0.869, D = 0. 00578-0.0108m, Lh = 0. 78-10.94m。