冷凝冷却设备按照冷却介质的不同主要分为空冷式、水冷式和蒸发式。其中,蒸发式冷凝冷却设备相比于空冷式具有较高的传热系数,而相比于水冷式又可大大降低循环冷却水用量,同时它还具有结构紧凑、初投资小、能耗小等诸多优点。随着国民经济的高速发展,资源的紧缺使节水节能的要求日益突出,蒸发式冷凝冷却设备越来越广泛地被应用在石油、化工、冷藏、食品、建筑等各种领域中。蒸发式冷凝（冷却）设备主要依靠液膜与空气间的传热传质带走热量,因此液膜与空气的接触面积对其传热性能有直接影响。液膜的铺展受许多因素影响,比如喷淋密度、空气流速、壁面亲疏水性以及表面强化结构等。在喷淋密度较小时,液膜在流动过程中尤其是受到加热时容易发生收缩而产生干斑,降低换热器的传热性能;若增大喷淋密度,液膜覆盖率一般会随之提高,但喷淋密度过大会使液膜过厚,增大其热阻而使传热恶化。本文对外肋管在蒸发式冷却换热过程中的布膜和换热效果进行了实验研究,并与光管进行对比。同时,蒸发式冷却换热过程中传热和传质相互耦合,较为复杂,为更好的表征蒸发式冷却过程的换热能力,本文对水平管外降膜蒸发式冷却换热过程进行理论分析,从换热机理出发,将传热传质的步骤及其传递的热量进行细分,用数学方式表达各部分热量,根据空气流的能量和质量平衡以及冷却水的能量平衡建立了数学模型。在降膜流动的实验中,同喷淋水雷诺数下肋管的液膜覆盖率总是大于光管,在低雷诺数下,肋管的液膜覆盖率达到了光管的2.72倍,可见肋管相比于光管能有效的改善布膜效果,提高液膜覆盖率。通过干工况和喷淋冷却水的传热实验,得到了管壁-空气和管壁-液膜的对流换热系数以及液膜覆盖率的实验关联式。将实验数据与数学模型计算结果进行对比,验证了数学模型的准确性。利用数学模型进行计算分析,结果表明增加填料板、增大风速、冷却水流量以及降低入口空气相对湿度均可强化换热。其中风速的影响较显著,而冷却水流量的影响最小。从强化机理上看,加入填料板增大了传质面积;而增大风速同时强化了对流换热和传质过程;增大冷却水流量则提高液膜覆盖率并强化管壁与液膜间的对流换热;而相对湿度主要影响空气吸收潜热的能力,即传质驱动力。