近年来,随着电力需求的不断增加,我国大多数的电网都出现了高峰期供电不足、低谷期供电过剩的局面。而蓄冷空调系统的提出可以解决上述问题,该技术在电力负荷低谷期开启制冷机,并将产生的冷量储存起来,在用电负荷高峰期将蓄存的冷量输送到用户端,这样便降低了电力负荷高峰期的制冷空调系统的电力消耗,缓解了电网紧张的局面。此外,在蓄冷空调系统中,将冷量输送到用户端时可以采用二次载冷剂,从而可以有效减少制冷系统中的传统制冷剂的充注量,进而减少了对环境有害气体在系统安装调试及长期运行过程中的泄漏量,符合国家可持续发展的策略。目前,一种潜热蓄冷介质-水合物浆体以其适中的相变温度（0~12℃）、较大的蓄冷密度以及良好的流动传热性能,逐渐成为了空调系统蓄冷及冷量输送相关研究的热点之一。但是目前相关的基础研究和技术水平仍有很多不足。本文主要针对四丁基溴化铵（TBAB）水合物浆体（CHS）的流动传热特性及其高效制备方法进行了研究,包括水合物晶体的生成特性及其相关传热机理、水合物浆体储存时的沉降特性、水合物浆体在换热通道内的流动相变特性、水合物浆体在不同热物理条件下的高效制备方法。本文主要研究内容包括了以下五个方面:（1）TBAB过冷溶液在解除过冷状态时,会析出两种类型水合物晶体（A型和B型）。本章主要针对不同初始溶液浓度、过冷度下的TBAB水合物晶体的生成特性及其相关的传热特性进行了研究。通过温度测量来判定过冷状态是否解除并计算水合物浆体的固相浓度,同时借助显微镜的可视化手段对生成的水合物晶体形态进行观察,以确认生成晶体的种类。另外,通过向TBAB过冷溶液中添加提前制备好的不同类型不同剂量的水合物浆体,研究添加晶核对水合物晶体生成的影响。最终系统性地给出了两种类型水合物晶体在不同热物理条件下的生成特性,并分析了水合物晶体在生成过程中的传热特性。（2）对储罐中不同类型的水合物浆体的自由沉降过程进行实验及数值研究。实验通过取样的方式测量了不同时刻储罐内不同位置的水合物浆体的固相浓度分布。另外,采用数值方法对储罐中具有非牛顿流体特性的水合物浆体的沉降过程进行理论分析,将得到的数值计算结果与实验数据以及可视化结果进行对比分析,结果发现理论计算获得的结果与实验测量结果以及可视化结果吻合良好。A型水合物浆体因为具有较低的稠度系数、较大的颗粒尺寸以及较大的固相颗粒密度,因此其沉降速度要远远大于B型。当初始水合物浆体的固相浓度较高时,其沉降速度明显放缓,尤其是当固相浓度为40.0wt%以上的B型水合物浆体在储罐中几乎不发生沉降。另外,基于A型水合物浆体易于沉降的特性,提出了一种高蓄冷密度的水合物浆体储存方法并给出了具体实施方案。（3）对释冷过程中TBAB水合物浆体的流动融化特性进行数值计算研究。采用欧拉-欧拉多相流模型以及颗粒动力学理论对水合物浆体在管道内的流动进行数学描述,并考虑了水合物浆体在受热融化时固液两相间的热质传递特性以及液相的溶质组分非均匀分布特性,经过数值计算获得了水合物浆体在管道内流动融化过程中的诸多细节特征。经过与实验对比验证了理论模型的可靠性。理论分析结果显示,水合物浆体在定壁面热流密度下的水平直圆管内流动时,固相颗粒与壁面之间存在碰撞作用,并且近壁面处受热融化的固相颗粒较多,因此导致了近壁面处固相浓度较低。而由于相间热质传递特性受固相含量影响,固相颗粒在管道截面上分布的不均匀性造成了管内流体温度分布随流型而变化。另外,在90o弯管内流动时,由于离心力的存在引发了管道横截面上的二次流动,并且在弯曲段45o处由于边界层的分离还导致了涡流的产生。（4）B型水合物浆体相比A型具有更高的潜热值,且具有更好的流动以及传热性能,但在低初始溶液浓度下才易于生成。因此本文对15wt%初始浓度的TBAB水溶液中制备B型水合物浆体的高效方法进行了研究,提出了多种制备方案。传统方法中对TBAB水溶液进行冷却至水合物晶体开始出现,并持续对水合物浆体进行冷却直至一定的固相浓度;间断开启制冷机法中在水合物晶体开始出现之后关闭制冷机一段时间另其自发生成;自然解除过冷法中在水合物晶体开始出现之前就关闭制冷机,通过冲击震荡来使过冷溶液解除过冷状态;添加晶核法中在水合物晶体开始出现之前关闭制冷机,然后向过冷溶液中添加提前制备的水合物浆体诱发过冷状态的解除。通过对比四种不同方法的对比分析,发现间断开启制冷机法的COP比传统方法高约11.7%~14.5%,而添加晶核法的COP比传统方法要高约16.5%~23%。（5）低初始溶液条件下生成的水合物浆体固相浓度有一定限制,因此本文对40.0wt%初始浓度的TBAB水溶液中制备高固相浓度的A型水合物浆体进行了研究。基于A型水合物浆体相比B型更易于沉降的特性,实验采取了三种储存方式:均匀储存方式、不带滤网的非均匀储存方式以及带滤网的非均匀储存方试。通过对比三种不同储存方式下的水合物浆体制备过程以及该过程中的系统能效,并借助可视化实验结果,发现采用非均匀储存方式可以有效减少储罐出口流出的水合物浆体中的固相颗粒的数量,从而减轻了换热器壁面的晶体附着,增强了换热。而在非均匀储罐的基础上再添加一层滤网,可以更有效地防止储罐底部的水合物晶体流入储罐上部的出口,从而使得从储罐出口流出的流体几乎为溶液状态,对水合物浆体的制备起到了非常好的促进作用。此外,采用欧拉-欧拉两相流数值模型对储罐中A型水合物浆体的非均匀分布进行了理论分析,与实验中观察到的结果可以很好地吻合。