LNG绕管式换热器是一种新型的管壳式换热器,是天然气液化过程中应用最广泛的主低温换热器,具有适用温度范围广、单位换热面积大、传热温差小、换热效率高等优点。目前对于绕管式换热器单侧局部流动和换热研究较为充分,但LNG绕管式换热器管侧和壳侧均存在复杂的相变过程,对有相变的LNG绕管式换热器的计算方法研究并不完善。论文基于相平衡理论,设计换热器计算程序,使用C语言编制程序对LNG绕管式换热器的热力学性能进行研究,主要结果如下:1.建立LNG绕管式换热器结构模型,确定绕管式换热器的基本尺寸;分析绕管式换热器计算热负荷、传热系数、修正的对数平均温差、压降及裕度等目标函数,确定管侧和壳侧传热与压降的计算方法。2.根据相态不同将换热器划分不同相区,不同相态采用不同的计算公式;将整体换热器划分为多个微元段,假设微元段内物性参数不变,对每一微元段进行计算;基于相平衡理论设计一套可用于编程的换热器计算程序,并将程序计算结果与实验结果进行对比,结果表明,壳侧换热系数误差在-2.5%～+4%之间,壳侧压降误差在-15%～+4%之间。3.基于相平衡理论,将PR方程和NM方程的编程计算结果和Hysys、NIST软件计算结果及文献实验结果中的组分、焓值、粘度和干度比较,结果表明,4种计算结果对比实验误差均在±4.5%范围内,且编程计算结果误差更小,另外NM方程在液相区计算精度比PR方程更高。4.基于PR方程和NM方程,使用C语言编制LNG绕管式换热器计算程序,计算换热器管侧和壳侧沿程温度、干度、压力、换热系数的变化,结果表明,沿管侧流动方向两侧的干度逐渐减小、温度逐渐降低,管侧沿程压力降低、壳侧沿程压力增大,传热系数逐渐增大,各物性参数在相变起止点位置变化较大;随管侧流量增大,相变起止点位置均向后移动。本文基于相平衡理论,建立LNG绕管式换热器计算程序,使用C语言编制绕管式换热器计算程序,对换热器的热力学性能进行研究,研究结果对LNG绕管式换热器的设计过程有指导作用,本文提出的基于相平衡理论的LNG绕管式换热器计算程序为后续LNG绕管式换热器的研究奠定了基础。