在能源、制冷、石油化工等行业中,蛇形管作为基本的流动和换热元件有着广泛的应用。换热设备设计和运行时,需要对换热元件的流动状态和传热特性做出比较准确地预估。准确地泵功设计不但能够提高换热设备的能源利用率,而且能够保证设备的安全运行。目前,蛇形管流动换热设备的工程应用很广泛,但是由于蛇形管设备内气液两相流流动特性较为复杂,研究成果较少,本文以实验的方式围绕蛇形管内气液两相流的流型以及压降展开研究。本文以实验方式对蛇形管内气液两相流的流型和压降展开研究,搭建了空气和水两相介质在蛇形管中流动的实验台。通过可视化获取了空气-水在蛇形管内流经各个直管段和弯头的流型特征;通过压力传感器获得了气液两相流在蛇形管内的流动压力变化。可视化实验观察得到蛇形管在水平向上流动、水平向下流动以及竖直向上三种流动方式的两相流流型,将其归类并分析。画出流型图并将其与对应水平直管、竖直直管的两相流流型图比较,水平方向流动的蛇形管流型图与水平直管的流型图比较相似,但是蛇形管流型图中的分层流和塞状流的分界区域,和水平直管的流型分界不同。蛇形管中观察到波形-分层流、泡状-塞状流这两种过渡流型。蛇形管竖直向上流动的流型图与竖直直管的流型图差别较大,蛇形管中出现了泡状—塞状流这种过渡流型,另外搅拌流的区域远大于直管中的搅拌流区域。流型实验最后将不同流型条件下的压力随时域变化的数据转化为功率谱密度随频域变化的图像,再给出两个关于功率谱密度的指定参数得到了定量识别两种流型的方法。在蛇形管压降实验中,测得了不同规格蛇形管的压力梯度。研究了蛇形管压力梯度的影响因素,发现蛇形管压力梯度随着气相、液相流速增加而变大,随着内径、直管长减小而增大,弯曲半径增大时蛇形管弯管部分的压力梯度会增加。用前人关于直管段和弯头部分的压降预测关联式对蛇形管的直管和弯头部分进行了预测,研究发现直管段的均相流和分相流压力梯度预测关联式根本不适用于蛇形管弯头之间直管段的部分,而Padilla关于弯头的压降预测关联式却基本吻合实验数据,可以使用。最后,在Padilla公式的基础上提出了新的蛇形管直管段的压降预测关联式。综合蛇形管直管段的压降预测关联式以及蛇形管弯头的压降预测关联式得到了蛇形管整体压降的预测关联式。