水平管降膜蒸发技术主要指溶液在重力作用下沿水平管的外壁成膜状流下,并与管内的加热介质进行热量交换。在此过程中,溶液的流动与传热同时存在,其过程比较复杂,是一种利用液体的相变而产生热量传递的高效换热技术。其具有传热性能好、传热温差损失小、易于实现多效操作、蒸发强度高等优点,因而广泛应用于海水淡化、制冷、化工等领域。为了保持降膜蒸发器较高的换热系数等优点,溶液在换热管外是否形成均匀的、稳定的液膜是关键。否则,一旦管外液膜发生区域性断裂,管壁有可能发生由于温度急剧上升导致过热甚至烧毁的现象。因此,管外液膜的成膜情况直接影响着换热器的性能。传统的水平管降膜蒸发器的管形为圆形,圆形管外液膜厚度波动性较大,液膜沿管壁分布的均匀性较差,局部管壁容易形成“干壁”。另外,圆形管底部所形成的液膜尾流区范围较大,并且尾流区的范围随着喷淋密度的增大而增加明显。以上这些均对水平管降膜蒸发技术产生不利影响,现在迫切需要开发出不同于圆形的管形结构来进一步提升水平管降膜蒸发技术的换热效率。本文为了得到最佳管形结构利用几何学、流体力学的知识,针对椭圆形、类蛋形异形降膜蒸发管建立了数学模型。在计算的过程中,利用VOF方法对气液交界表面进行追踪,通过改变布液高度、椭圆率以及喷淋密度等影响液膜分布的因素,得到不同管形参数下管外液膜首次完成铺展所需时间、管外液膜尾流区范围以及管外液膜沿管壁的分布规律。并对模拟所得到的圆形管、椭圆形管以及类蛋形管的数据进行了横向对比,最终得到了有利于换热的相对较好的管形结构。希望本文的研究成果能为以后相关的实验研究提供一定的理论支持。本文的研究结果表明：圆形、椭圆形以及类蛋形蒸发管外液膜均存在尾流区,尾流区面积随着喷淋密度的增加而增大；布液高度对管外尾流区的影响可以忽略；在具有相同喷淋密度、管间距、横截面周长、布液高度以及椭圆率的情况下,类蛋形管、椭圆管、圆形管外液膜厚度值的波动性依次增大,当喷淋密度增加时三种管形蒸发管外液膜厚度波动性均增强；当椭圆率增大时椭圆形管以及类蛋形管外液膜厚度值的波动性均减小；在具有相同喷淋密度、管间距、横截面周长、布液高度以及椭圆率的情况下,椭圆形管液膜首次完成铺展所需时间比类蛋形管少,且两者均比具有相同横截面周长的圆形管所需时间少；椭圆形管、类蛋形管外液膜首次完成铺展所需时间均随着椭圆率的增加而减少。