目前,冷却换热条件下综合考虑油水两相分布的油气水三相段塞流的流动与换热研究相对较少,因此研究油水和油气水多相流的流动和换热规律对多相混输系统的流动和换热的不稳定性、系统设备设计和安全运行等都具有十分重要的科学价值和实用意义。首先对原有气液两相水平实验系统进行改造,引入三相加热计量分离系统,优化Labview流动参数采集系统和IMP温度参数采集系统,实验中采用自制热电偶、自制热电堆和热电阻等温度测量技术以及双平行电导探针和差压传感器等流动测量技术获取冷却和无冷却条件下多相流的换热参数和流动参数。研究不同冷却液温度、不同含水率下油水两相的流动和换热特性,结果表明油水两相流冷却条件时水包油、混合界面分层流以及油包水三种流型的范围均减少,但分层流、油包水&水包油和水包油&水流型的范围均增大,其中分层流与混合界面分层流的转变分界线向更高油速和水速延伸,而混合界面分层流与油包水&水包油的转变分界线向更低流速延伸等。压降和含水率对油水两相冷却换热的影响可归结为流型和入口流速的影响,并且换热系数在低含水率下变化显著,在高含水率下基本稳定。由于气液相表观流速、流体各相所占份额、热流体温度以及冷却液温度等对油气水三相段塞流冷却对流换热效果有显著影响,发现气液相表观流速、压降和液塞频率对三相对流换热的影响有普遍规律,即对流换热系数与流型和流速密切相关,低流速时换热系数主要受流速的影响,随着流速的增加而增大,高流速时换热系数主要受流型以及流型转变的影响,流型转变过程中会减弱换热;而液塞速度、平均液塞长度以及液塞区液相含水率对三相换热的影响较为复杂。在不同含水率下hTP随液相表观流速、压降、液塞速度、液塞频率以及液塞区液相含水率等流动参数的变化与冷却液温度基本无关,但h TP随气相表观流速的变化和不同气相表观流速下hTP随压降、液塞速度、液塞频率以及液塞区液相含水率等流动参数的变化与冷却液温度以及含水率有很大关联。同时发现油气水三相液塞速度随混合速度的变化趋势虽与含水率无关,但不同含水率下的液塞速度拟合公式的系数V0值与C0值各不相同。